Scala学习笔记：重要语法特性

Posted 2020-10-08 凌晨三点半

1.变量声明

Scala 有两种变量， val 和 var  val的值声明后不可变，var可变

val msg: String = "Hello yet again, world!"

或者类型推断

val msg = "Hello, world!"

2.函数定义

如果函数仅由一个句子组成，你可以可选地不写大括号。

def max2(x: Int, y: Int) = if (x > y) x else y

3.for循环

打印每一个命令行参数的方法是：

args.foreach(arg => println(arg))   

如果函数文本由带一个参数的一句话组成，

args.foreach(println)

Scala 里只有一个指令式 for的函数式近似。

for (arg <- args)
   println(arg)

<- 的左边是变量，右边是数组。

再比如带类型的参数化数组

val greetStrings = new Array[String](3)
  greetStrings(0) = "Hello"
  greetStrings(1) = ", "
  greetStrings(2) = "world!\n"
  for (i <- 0 to 2)
    print(greetStrings(i))

    注意这里的数组定义，只要new的时候带类型Array[String]就行了，val后面自动推断类型。
注意这里的数组索引用的是()而不是java里面的[]。
因为scala里面根本没有传统意义上的操作符，取而代之的是他们都可以转换为方法。例如greetStrings(i)可以转换成 greetStrings.apply(i)，
greetStrings(0) = "Hello"  将被转化为 greetStrings.update(0, "Hello")

尽管实例化之后你无法改变 Array 的长度，它的元素值却是可变的。因此，Array 是可变的对象。

4.List对象

创建一个 List 很简单。 List里面元素不可变。

val oneTwoThree = List(1, 2, 3)

List有个叫“ :::”的方法实现叠加功能。

val oneTwo = List(1, 2)
val threeFour = List(3, 4)
val oneTwoThreeFour = oneTwo ::: threeFour             

//结果是List(1, 2, 3, 4)

Cons 把一个新元素组合到已有 List的最前端，然后返回结果 List。 例如，若执行这个脚本：

val twoThree = list(2, 3)
val oneTwoThree = 1 :: twoThree
println(oneTwoThree)
//你会看到： List(1, 2, 3)

一个简单的需记住的规则：如果一个方法被用作操作符标注，如 a* b，那么方法被左操作数调用，就像 a.*(b)——除非方法名以冒号结尾。这种情况下，方法被右操作数调用。因此， 1 :: twoThree 里， ::方法被 twoThree 调用，传入 1，像这样： twoThree.::(1)。
类 List 没有提供 append 操作，因为随着列表变长 append 的耗时将呈线性增长，而使用::做前缀则仅花费常量时间。如果你想通过添加元素来构造列表，你的选择是把它们前缀进去，当你完成之后再调用 reverse；

5.元组

与列表一样，元组也是不可变的，但与列表不同，元组可以包含不同类型的元素。

val pair = (99, "Luftballons", 55)
    println(pair._1)
    println(pair._2)
    println(pair._3)

注意这里第一个元素是从_1开始而不像List那样从0开始。

6.Set和Map

var jetSet = Set("Boeing", "Airbus")
jetSet += "Lear"              

默认set或者HashSet可变。即jetSet = jetSet + "Lear"

如果要用不可变的set或者HashSet，要import

import scala.collection.immutable.HashSet
val hashSet = HashSet("Tomatoes", "Chilies")
println(hashSet + "Coriander")             

//这里就不能再赋值给hashSet了

7.访问级别

Public 是 Scala 的缺省访问级别。C++中struct默认是public，class默认是private。java类中的变量默认是default类型，只允许在同一个包内访问，一般用的时候跟private差不多。所以java用的时候要想用public必须要指出。

class ChecksumAccumulator {
private var sum = 0
...

}

8.静态对象：object

Scala 比 Java 更面向对象的一个方面是 Scala 没有静态成员。替代品是， Scala 有单例对象： singleton object。除了用 object 关键字替换了 class 关键字以外，单例对象的定义看上去就像是类定义。

import scala.collection.mutable.Map
object ChecksumAccumulator {
private val cache = Map[String, Int]()
def calculate(s: String): Int =
if (cache.contains(s))
cache(s)
else {
.....
}

可以如下方式调用 ChecksumAccumulator单例对象的calculate方法：

ChecksumAccumulator.calculate("Every value is an object.")

也不用在实例化了。
类和单例对象间的一个差别是，单例对象不带参数，而类可以。因为你不能用new关键字实例化一个单例对象， 你没机会传递给它参数。

9.伴生对象

当单例对象与某个类共享同一个名称时，他被称作是这个类的伴生对象： companion object。你必须在同一个源文件里定义类和它的伴生对象。类被称为是这个单例对象的伴生类： companion class。类和它的伴生对象可以互相访问其私有成员。
不与伴生类共享名称的单例对象被称为孤立对象： standalone object。 由于很多种原因你会用到它

10.Main函数

要执行Scala程序，你一定要提供一个有main方法（仅带一个参数， Array[String]，且结果类型为 Unit的孤立单例对象名。比如下面这个例子；

import ChecksumAccumulator.calculate 
object Summer {
     def main(args: Array[String]) {     //对比java里面的public static void

    main(String[] args){}
         for (arg <- args)
         println(arg + ": " + calculate(arg))
     }
}

11.另一种Main函数

Application 特质：在单例对象名后面写上“ extends Application” 。然后取代main 方法.

import ChecksumAccumulator.calculate
object FallWinterSpringSummer extends Application {
   for (season <- List("fall", "winter", "spring"))
   println(season +": "+ calculate(season))
}

效果和main函数一样。不过它也有些缺点。首先， 如果想访问命令行参数的话就不能用它，因为args数组不可访问。第二，如果你的程序是多线程的就需要显式的 main 方法。最后，某些JVM的实现没有优化被 Application 特质执行的对象的初始化代码。因此只有当你的程序相对简单和单线程情况下你才可以继承 Application 特质。

12.带参数类声明

Java 类具有可以带参数的构造器，而 Scala 类可以直接带参数。 Scala 的写法更简洁——类参数可以直接在类的主体中使用；没必要定义字段然后写赋值函数把构造器的参数复制到字段里。(不需要构造函数)
例如以下分数构造器：

class Rational(n: Int, d: Int) {
   require(d != 0) 
   override def toString = n +"/"+ d

  val numer: Int = n
   val denom: Int = d
  
   def add(that: Rational): Rational =      
   new Rational(
   numer * that.denom + that.numer * denom,
   denom * that.denom
}

require方法带一个布尔型参数。如果传入的值为真，require将正常返回。反之，require将通过抛出IllegalArgumentException来阻止对象被构造。 这里使用了重载。重载了类自带的toString函数。 这里that也就是随便起了个名字的变量，不是关键字。this是关键字。比如下面这个函数：

def lessThan(that: Rational) =
this.numer * that.denom < that.numer * this.denom

这里的this可以省略。但下面这个就不能省略了：

def max(that: Rational) =
  if (this.lessThan(that)) that else this

13.if返回值

Scala 的 if 可以产生值（是能返回值的表达式）。于是 Scala 持续了这种趋势让 for， try 和 match 也产生值。while不产生值，所以用得少。如果实在想用while，在纯函数式编程的时候可以考虑递归。
指令式风格：

var filename = "default.txt"
if (!args.isEmpty)
filename = args(0)

函数式风格：

val filename =
if (!args.isEmpty) args(0)
else "default.txt"

使用 val 而不是 var 的第二点好处是他能更好地支持等效推论。无论何时都可以用表达式替代变量名。
如要替代 println(filename)，你可以这么写：

println(if (!args.isEmpty) args(0) else "default.txt")

14.break 和 continue

scala里面也没有break以及continue。如果想要用到他们的功能，可以使用增加布尔变量控制到循环语句判断中，类似：

var foundIt = false  while (i < args.length && !foundIt) { }

15.for过滤器

在for里面还支持过滤器：

val filesHere = (new java.io.File(".")).listFiles    //路径名的目录中的文件的数组。
for (file <- filesHere if file.getName.endsWith(".scala"))
println(file)

甚至多个过滤器：

for (
  file <- filesHere
  if file.isFile;
  if file.getName.endsWith(".scala")
) println(file)

16.for循环生成新集合

for {子句} yield {循环体} 制造新集合
例如:

def scalaFiles =
for {
file <- filesHere
if file.getName.endsWith(".scala")
} yield file

这样每一步就不是打印一个file，而是将file存储起来，最终产生一个Array[File]

17.try catch  finally

try {
     val f = new FileReader("input.txt")
     openFile(file)

} catch {
   case ex: FileNotFoundException =>  new FileReader("input.txt")
   //注意这里依然有返回值。使用=>符号
   case ex: IOException => // Handle other I/O error
}
finally {
   file.close() // 确保关闭文件。
}

这里catch {
   case ex: 。。。
   case ex: 。。。
}

对比java，catch是这样用的 
catch (Exception e) { 。。。。} 而且经常在catch里面throw。scala一般不使用throw。

还有，finally里最好只做一些关闭或打印之类的操作，不要有副作用的表达式，这样会有无谓的返值。

18.switch语句

match语句就像java里的switch语句。

val firstArg = if (args.length > 0) args(0) else ""
firstArg match {
case "salt" => println("pepper")
case "chips" => println("salsa")
case "eggs" => println("bacon")
case _ => println("huh?")
}

差别：
1、Java 的 case 语句里面的整数类型和枚举常量。而这里可以是任意类型，甚至正则匹配
2、在每个可选项的最后并没有 break。取而代之， break是隐含的。
3、match 表达式也能产生值：例如可以这样：

val friend =
firstArg match {
  case "salt" => "pepper"
  case "chips" => "salsa"
  case _ => "huh?"
}
println(friend)

19.函数嵌套定义

函数：函数式编程风格的一个重要设计原则：程序应该被解构成若干小的函数， 每个完成一个定义良好的任务。在java中通常这样做：

def processFile(filename: String, width: Int) {
   ...
  for (line <- source.getLines)
   processLine(filename, width, line)
}
private def processLine(filename:String, width:Int, line:String) {
  ....
}

Scala 提供了另一种方式：你可以把函数定义在另一个函数中。就好象本地变量那样，这种本地函数仅在包含它的代码块中可见。

def processFile(filename: String, width: Int) {
def processLine(filename:String, width:Int, line:String) {
  ...
}
val source = Source.fromFile(filename)
for (line <- source.getLines) {
processLine(filename, width, line)
}
}

20.Lambda函数

Scala 拥有第一类函数： first-class function。你不仅可以定义函数和调用它们，还可以把函数写
成没有名字的文本： (跟python里面的lambda函数差不多)

scala> var increase = (x: Int) => x + 1
scala> increase(10)
res0: Int = 11

如果你想在函数文本中包括超过一个语句，用大括号包住函数体，当函数值被调用时，所有的语句将被执行，而函数的返回值就是最后一行产生的那个表达式。

scala> increase = (x: Int) => {
  println("We")
  println("are")
  println("here!")
  x + 1
}

21.集合通配符：_

Scala 提供了许多方法去除冗余信息并把函数文本写得更简短。比如去除参数类型以及被推断的参数之外的括号：

scala> someNumbers.filter(x => x > 0)

如果想让函数文本更简洁，可以把下划线当做一个或更多参数的占位符，只要每个参数在函数文
本内仅出现一次。 ：

scala> someNumbers.filter(_ > 0)

还可以使用一个下划线替换整个参数列表。叫偏应用函数

scala> def sum(a: Int, b: Int, c: Int) = a + b + c

一般调用可以这样：

scala> sum(1, 2, 3)

用偏函数取而代之：

scala> val a = sum _  //请记住要在函数名和下划线之间留一个空格
scala> a(1, 2, 3)

再比如

someNumbers.foreach(println _)

22.闭包

闭包：是指可以包含自由（未绑定到特定对象）变量的代码块
任何带有自由变量的函数文本，如(x: Int) => x + more，都是开放术语：由于函数值是关闭这个开放术语(x: Int) => x + more 的行动的最终产物， 得到的函数值将包含一个指向捕获的 more 变量的参考， 因此被称为闭包。

scala> var more = 1
scala> val addMore = (x: Int) => x + more
scala> addMore(10)
res19: Int = 11

每次函数被调用时都会创建一个新闭包。每个闭包都会访问闭包创建时活跃的 more 变量。

23.重复参数

想要标注一个重复参数，在参数的类型之后放一个星号。例如：

scala> def echo(args: String*) =
        for (arg <- args) println(arg)

这样定义， echo 可以被零个至多个 String 参数调用：

scala> echo()
scala> echo("one")
scala> echo("hello", "world!")

但是如果有一个数组变量
scala> val arr = Array("What‘s", "up", "doc?")，则不能像scala> echo(arr)这样调用。
你需要在数组参数后添加一个冒号和一个_*符号，像这样：

scala> echo(arr: _*)

24.curry化

Scala 允许你创建新的“感觉像是原生语言支持”的控制抽象：scala提供curry 化：
Scala里的Curry化可以把函数从接收多个参数转换成多个参数列表。如果要用同样的一组实参多次调用一个函数，可以用curry化来减少噪音，让代码更有味道。我们要编写的方法不是接收一个参数列表，里面有多个参数，而是有多个参数列表，每个里面可以有一个或多个参数。也就是说，写的不是def foo(a: Int, b: Int, c: Int){}，而是 def foo(a: Int)(b: Int)(c: Int){}。可以这样调用这个方法，比如：foo(1)(2)(3)、foo(1){2}{3}，甚至这样foo{1}{2}{3}。

例如，传统函数如下：

scala> def plainOldSum(x: Int, y: Int) = x + y

scala> plainOldSum(1, 2)     //res5: Int = 3

scala允许你使用curry化的新型函数：

scala> def curriedSum(x: Int)(y: Int) = x + y
scala> curriedSum(1)(2)             //res5: Int = 3

结果一样。

25.带函数参数的函数

高阶函数： higher-order function——带其它函数做参数的函数

def filesMatching(query: String,
  matcher: (String, String) => Boolean) = {
  for (file <- filesHere; if matcher(file.getName, query))
    yield file
}

这里matcher其实是一个函数，这里做了filesMatching函数的参数。
(String, String) => Boolean)表示matcher函数的参数是(String, String)类型，而返回值是Boolean 类型
你可以通过让多个搜索方法调用它，并传入合适的函数：

def filesEnding(query: String) =
  filesMatching(query, _.endsWith(_))

这就相当于

def filesEnding(query: String) =
  for (file <- filesHere; if file.getName.endsWith(query))
   yield file

因为上面matcher: (String, String)里面两个参数， matcher(file.getName, query)
所以 _.endsWith(_)里面的第一个_对应于字符串file.getName，第二个_对应于字符串query，
连在一起就是file.getName.endsWith(query)

类似的

def filesContaining(query: String) =
  filesMatching(query, _.contains(_))

就相当于

def filesContaining(query: String) =
   for (file <- filesHere; if file.getName.contains(query))
    yield file

26.传名参数

Scala中允许无参数的函数作为另一函数的参数传递进去,也就是传名参数(call-by-name)
定义一个函数 myAssert ，而其参数则为传名参数。在这里，我们想要实现的是断言，可以将传名参数写成函数文本的格式：(…) => Type ，即参数列表 => 类型。

def myAssert(check: () => Boolean) =
       if(!check()){
              println("OK ...")
              throw new AssertionError
       }

上面的函数定义了一个当客户代码传入的函数值（这里我们用（）指明，代表省略了该函数的参数列表。调用方式如下：

scala> myAssert(() => 5 < 3)

客户端代码中的 () => 5 < 3 似乎有点繁琐，如果能够直接传入 5 < 3 之类的布尔表达式就更好了。这是可以实现的。只需要将函数定义 def 中空参数列表即小括号对（）去掉，直接用 => 而不是（）=> 就可以了。此外，if 判断中的 check 后面的（）也要同时去掉。修改后的代码如下：

def myAssert(check: => Boolean) =
       if(!check){
              println("OK ...")
              throw new AssertionError
       }
myAssert(5 < 3)