Scala簡明教程
目錄
變數聲明
函數
包package
資料結構
字串
控制流程程
模式比對
物件導向
泛型
註解
Implicit
Null 物件Nil,Null,null,Unit,Nothing,None
Scala是一門多範式(multi-paradigm)的程式設計語言。
Scala原始碼被編譯成Java位元組碼,所以它可以運行於JVM之上,並可以調用現有的Java類庫。
洛桑聯邦理工學院的Martin Odersky於2001年基於Funnel的工作開始設計Scala。Funnel是把函數式編程思想和佩特裡網相結合的一種程式設計語言。Odersky先前的工作是Generic Java和javac。Java平台的Scala於2003年底/2004年初發布。該語言第二個版本,v2.0,發佈於2006年3月。
Scala是物件導向的,比Java更徹底
一切皆為對象, 數值,函數都是對象
全部支援函數式編程
包括函數即是對象,lambda,currying, type inference, immutability, lazy evaluation, and pattern matching
強大的靜態類型系統
algebraic data types, covariance and contravariance, higher-order types, anonymous types, generic classes, upper and lower type bounds, inner classes and abstract types as object members, compound types, explicitly typed self references , views and polymorphic methods
其它Java不支援的功能:
operator overloading, optional parameters, named parameters, raw strings, and no checked exceptions
2009年4月,Twitter宣布他們已經把大部分後端程式從Ruby遷移到Scala,其餘部分也打算要遷移。這裡有一篇文章解釋Twitter為什麼使用Scala程式設計語言。
Engineer-to-Engineer Series Programming Languages Programming Languages Scala Talks
Coursera把Scala作為伺服器語言使用。Why we love Scala at Coursera
一些Scala學習資料:
Scala documentation
Learning Scala
Effective Scala
Scala School
Scala cheatsheets
大資料生態圈中的Kafka和Spark都是由Scala開發的,這也是我為什麼學習Scala的原因之一。
作為一個十多年Java程式員,同時在學習Scala和go這兩種語言。 學習的過程中感覺go語言太好學了, 入手很快, 而Scala的文法和類C語言如Java,C#等很不一樣, 很多文法的技巧在裡面。 基於此,我特地整理了這篇文章。 簡單扼要的介紹Scala語言的知識點,尤其是和Java不太一樣的地方。
$變數聲明
var x = 5
var x:Double = 5
val y = 7 複製代碼
var聲明變數, val聲明常量, 類型可省略, Scala可以推斷出資料類型
函數
def f(x: Int) = { x*x }
def f(x: Any): Unit = println(x) 複製代碼
定義函數, 傳回值類型可省略, =等號後面可以是塊定義或者運算式。
reply()
reply 複製代碼
無參數的函數調用時可以省略括弧。
names foreach (n => println(n))
names mkString ","
optStr getOrElse "<empty>"
複製代碼
一個參數時可以使用infix寫法
infix操作符可以定義如下:
class MyBool(x: Boolean) {
def and(that: MyBool): MyBool = if (x) that else this
def or(that: MyBool): MyBool = if (x) this else that
def negate: MyBool = new MyBool(!x)
def not(x: MyBool) = x negate; // semicolon required here
def xor(x: MyBool, y: MyBool) = (x or y) and not(x and y)
}
//更多例子
5.+(3); 5 + 3
(1 to 5) map (_*2)
def f(x: R)
def f(x: => R)
複製代碼
第一個call-by-value ,第二個call-by-name(lazy parameters)
(x:R) => x*x 複製代碼
匿名函數(lambda運算式)
=>可以由 ⇒ 字元替代(\u21D2),同樣 <-和 ->也可以由單個的字元取代: ← 和 →
(1 to 5).map(_*2)
(1 to 5).reduceLeft( _+_ ) 複製代碼
底線代表替代, 更多的底線功能參看 討論
(1 to 5).map(2*)
等價
(1 to 5).map(2* _)
(1 to 5).map { val x=_*2; println(x); x }
(1 to 5) filter {_%2 == 0} map {_*2} 複製代碼
匿名函數的塊風格實現,最後一個語句作為傳回值
def compose(g:R=>R, h:R=>R) = (x:R) => g(h(x))
val f = compose({_*2}, {_-1}) 複製代碼
多個塊作為參數
val zscore = (mean:R, sd:R) => (x:R) => (x-mean)/sd //currying, obvious syntax.
def zscore(mean:R, sd:R) = (x:R) => (x-mean)/sd //currying, obvious syntax
def zscore(mean:R, sd:R)(x:R) = (x-mean)/sd //currying, 文法糖,也叫參數分組. 但是必須按照下面的文法調用:
val normer = zscore(7, 0.4)_ //需要尾部的底線,僅限於上面一行的文法糖
def sum(args: Int*) = args.reduceLeft(_+_) 複製代碼
可變參數
$ 包package
import scala.collection._ //萬用字元匯入,類似java中的.*
import scala.collection.Vector
import scala.collection.{Vector, Sequence} //匯入多個
import scala.collection.{Vector => Vec28} //別名.
import java.util.{Date => _, _} //除了Date,其它都匯入
package pkg at start of file
package pkg { ... } 複製代碼
一般語句後面可以省略 ;
& 資料結構
(1,2,3)
var (x,y,z) = (1,2,3) 複製代碼
tuple類型
var xs = List(1,2,3)
xs(2) 複製代碼
List類型
1 :: List(2,3)
List(1, 2) ::: List(2, 3)
List(1, 2) ++ Set(3, 4, 3) 複製代碼
一些特殊的操作符
1 to 5 same as 1 until 6
1 to 10 by 2 複製代碼
range
$ 字串
val name = "James"
println(s"Hello, $name") // Hello, James
println(s"1 + 1 = ${1 + 1}") 複製代碼
s首碼, 替換字串中的變數或運算式
val height = 1.9d
val name = "James"
println(f"$name%s is $height%2.2f meters tall") // James is 1.90 meters tall 複製代碼
f首碼, printf風格的格式化
scala> raw"a\nb"
res1: String = a\nb 複製代碼
raw首碼, 原始字元,不轉義
scala> "a".r
res1: scala.util.matching.Regex = a 複製代碼
r尾碼, Regex
implicit class JsonHelper(private val sc: StringContext) extends AnyVal {
def json(args: Any*): JSONObject = ...
}
val x: JSONObject = json"{ a: $a }" 複製代碼
自訂的字串攔截器
$ 控制流程程
if (check) happy else sad
if (check) happy //下面一樣
if (check) happy else () 複製代碼
>> if語句
while (x < 5) { println(x); x += 1}
do { println(x); x += 1} while (x < 5) 複製代碼
while語句
import scala.util.control.Breaks._
breakable {
for (x <- xs) {
if (Math.random < 0.1) break
}
}
for (x <- xs if x%2 == 0) yield x*10 //與下面的等價
xs.filter(_%2 == 0).map(_*10)
for ((x,y) <- xs zip ys) yield x*y //與下面的等價
(xs zip ys) map { case (x,y) => x*y }
for (x <- xs; y <- ys) yield x*y //與下面的等價
xs flatMap {x => ys map {y => x*y}}
for (x <- xs; y <- ys) { //雙層嵌套,類似for {for {}}
println("%d/%d = %.1f".format(x,y, x*y))
}
for (i <- 1 to 5) {
println(i)
}
for (i <- 1 until 5) {
println(i)
} 複製代碼
$ 模式比對
(xs zip ys) map { case (x,y) => x*y }
val v42 = 42
Some(3) match {
case Some(`v42`) => println("42")
case _ => println("Not 42")
}
val UppercaseVal = 42
Some(3) match {
case Some(UppercaseVal) => println("42")
case _ => println("Not 42")
} 複製代碼
case class自動產生equals和toString,參數相同則==返回true
$ 物件導向
沒有存取修飾詞的class或者類成員預設都是public類型的。
class C(x: R) //等價於
class C(private val x: R)
var c = new C(4) 複製代碼
>> 參數是private類型
class C(val x: R)
var c = new C(4)
c.x 複製代碼
>> 參數是public類型
class C(var x: R) {
assert(x > 0, "positive please") //constructor is class body,所以你可以在這裡寫一些語句
var y = x //public成員
val readonly = 5 //只能讀取,無法set
private var secret = 1 //private成員
def this = this(42) //其它建構函式
}
new{ ... }
abstract class D { ... }
class C extends D { ... } //繼承
class D(var x: R)
class C(x: R) extends D(x) //繼承和建構函式參數. (wishlist: automatically pass-up params by default)
object O extends D { ... } //object定義單例
trait T { ... } //traits.
class C extends T { ... } //實現介面. no constructor params. mixin-able.
class C extends D with T { ... }
trait T1; trait T2 //多個traits
class C extends T1 with T2
class C extends D with T1 with T2
class C extends D { override def f = ...} //必須聲明override
new java.io.File("f") //產生類對象
List(1,2,3)
classOf[String] //類字面值
x.isInstanceOf[String] //運行時檢查
x.asInstanceOf[String] //運行時cast
x: String //編譯時間指明
final class A{
final val x = 1
var y = 2
}
sealed class B 複製代碼
final和sealed
對於內部類, inst1.InnerClass1 和inst2.InnerClass1是不同的類型,這和Java不一樣。 如果想使用相同的類型,使用Class#InnerClass1
$ 泛型
def mapmake[T](g:T=>T)(seq: List[T]) = seq.map(g) 複製代碼
>> 方法帶型別參數
class Stack[T] {
var elems: List[T] = Nil
def push(x: T) { elems = x :: elems }
def top: T = elems.head
def pop() { elems = elems.tail }
} 複製代碼
>> 類帶型別參數
<p>class A
class B extends A
def test[T <: A](t: T) = {}
test(new A)
test(new B) //error
Upper Type Bounds
class A
class B extends A
class C extends B
def test[T <: A](t: T) = {}
test[A](new A)
test[C](new C) //error</p> 複製代碼 >>Lower Type Bounds
class Test[+T](x: T) 複製代碼 >> covariant 針對類
class A
class B extends A
class C extends B
class Test[T](x: T)
val c = new Test(new C)
val t:Test[B] = c //Note: C <: B, but class Test is invariant in type T. You may wish to define T as +T instead. (SLS 4.5)
val a = new Test(new A)
val t:Test[B] = a //Note: A >: B, but class Test is invariant in type. You may wish to define T as -T instead. (SLS 4.5) 複製代碼
>>invariant
class Test[-T](x: T) 複製代碼
>>contravariant 針對類
總結:
1) 協變
[+T], covariant (or “flexible”) in its type parameter T,類似Java中的(? extends T), 即可以用T和T的子類來替換T,裡氏替換原則。
2) 不變
不支援T的子類或者父類,只知支援T本身。
3) 逆變
[-T], contravariant, 類似(? supers T) 只能用T的父類來替換T。是逆裡氏替換原則。
4) 上界
只允許T的超類U來替換T。 [U >: T]
5) 下界
只允許T的子類U來替代T。 [U <: T]
註解
@interface SourceURL {
public String value();
public String mail() default "";
} 複製代碼
使用
@interface Source {
public String URL();
public String mail();
}
@Source(URL = "http://coders.com/",
mail = "support@coders.com")
class MyScalaClass ... 複製代碼
簡寫(對於屬性名稱為value的特殊屬性)
@interface SourceURL {
public String value();
public String mail() default "";
}
@SourceURL("http://coders.com/")
class MyScalaClass ..
@SourceURL("http://coders.com/",
mail = "support@coders.com")
class MyScalaClass . 複製代碼
Implicit
implicit parameters 隱式參數
如果參數定義為implicit,那麼在調用的如果沒設定, 那麼參數會自動提供。
隱式參數與預設參數是完全不一樣的。預設參數是函數定義方設定了一個預設值,在調用者沒有指明時將使用該預設值。 隱式參數則不同,最終是會由調用方指定參數值,只是不一定在調用的語句裡指定而已。編譯器在發現缺少隱式參數時,會在程式範圍內尋找符合類型的隱式值,如果找不到則編譯會失敗。
abstract class Logger {def log(s: String)}
class FileLogger extends Logger {
def log(s: String) {println("Log in file: " + s)}
}
class StdoutLogger extends Logger {
def log(s: String) {println("Stdout: " + s)}
}
def Add(a: Int, b: Int)(implicit logger: Logger) {
val sum = a + b
logger.log("%d + %d = %d".format(a, b, sum ))
}
implicit val log = new FileLogger
Add(1,2)
Add(2,3)(new StdoutLogger) //you may do it explicitly 複製代碼
如果上述代碼沒有implicit val log = new FileLogger這一句,在代碼範圍內也沒有其他的Logger類型的implicit值,編譯器會報錯.
反之,如果能找到Logger類型的隱式值,編譯器會將該隱式值作為參數傳遞過去。
implicit class 隱式類
A new language construct is proposed to simplify the creation of classes which provide extension methods to another type.
implicit class RichInt(n: Int) extends Ordered[Int] {
def min(m: Int): Int = if (n <= m) n else m
...
} 複製代碼
被轉換為
class RichInt(n: Int) extends Ordered[Int] {
def min(m: Int): Int = if (n <= m) n else m
...
}
implicit final def RichInt(n: Int): RichInt = new RichInt(n)
複製代碼
>> implicit method 隱式轉換
有時候,你並不需要指定一個類型是等/子/超於另一個類,你可以通過轉換這個類來偽裝這種關聯關係。一個視界指定一個類型可以被“看作是”另一個類型。這對對象的唯讀操作是很有用的。
隱函數允許類型自動轉換。更確切地說,在隱式函數可以協助滿足類型推斷時,它們允許按需的函數應用。例如:
implicit def strToInt(x: String) = x.toInt
val y: Int = "123" 複製代碼
>> view
view,就像類型邊界,要求對給定的類型存在這樣一個函數。您可以使用<%指定類型限制,例如:
class Container[A <% Int] { def addIt(x: A) = 123 + x } 複製代碼
這是說 A 必須“可被視”為 Int 。
方法可以通過隱含參數執行更複雜的類型限制。例如,List支援對數字內容執行sum,但對其他內容卻不行。可是Scala的數字類型並不都共用一個超類,所以我們不能使用T <: Number。相反,要使之能工作,Scala的math庫對適當的類型T 定義了一個隱含的Numeric[T]。 然後在List定義中使用它:
sum[B >: A](implicit num: Numeric[B]): B 複製代碼
如果你調用List(1,2).sum(),你並不需要傳入一個 num 參數;它是隱式設定的。但如果你調用List("whoop").sum(),它會抱怨無法設定num。
在沒有設定陌生的對象為Numeric的時候,方法可能會要求某種特定類型的“證據”。這時可以使用以下類型-關係運算子:
| | |
|---|---|
|A =:= B | A 必須和 B相等|
|A <:< B | A 必須是 B的子類|
|A <%< B | A 必須可以被看做是 B|
class Container[A](value: A) { def addIt(implicit evidence: A =:= Int) = 123 + value } 複製代碼
$ Null 物件Nil,Null,null,Unit,Nothing,None
1) Nothing 是trait,定義為:final trait Nothing extends Any。Nothing處於Scala類型體系的最底層,是所有類型的子類型,Nothing沒有執行個體。
2) Null 是trait,定義為:final trait Null extends AnyRef 。Null是所有參考型別的子類型,唯一的一個執行個體是null。
3) null是Null的執行個體,類似Java中的null
4) Nil 是case object,定義為case object Nil extends List[Nothing], 代表一個空list,長度為0。由於Scala中的List是協變的,因此無論T是何種類型,Nil都是List[T]的執行個體。
5) None 是case object,定義為:case object None extends Option[Nothing],代表不存在的值。Option有兩個執行個體。None和Some
6) Unit 是class,定義為:abstract final class Unit extends AnyVal。Unit跟Java中的void相當,當一個方法不返回任何值的時候,那麼方法的類型是Unit。Unit唯一的一個執行個體是().
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