Scala语言

Scala中函数是一等公民，可以不依赖对象直接创建函数，Scala将函数式编程和面向对象编程融合在一起。 ​ Scala中将对象属性和对象方法与类属性和类方法进行了分离，Scala中的对象相关属性和方法通过 class 关键字定义在对象域中，而类相关的属性和方法通过 object 关键字定义在 伴生对象 中（Scala中没有 static 关键字，伴生对象 编译后会生成 原始对象 的class文件（类名.class）和 伴生对象 的class文件（类名$.class） ​ 笔记语法中的”<xxx>“ 代表用户必填项，”[xxx]“ 代表选填项

一、基本语法

声明变量：var|val <变量名> [: 变量类型] = [变量值]

Scala中分号可不写 val代表不可变量，编译后加上 final 修饰

 

特殊类型	说明
Unit	等同于 void
Null	引用类型，但只有一个null实例
Nothing	在Scala继承链最底层，是任何类的子类，利用 多态 在我们确定一个函数不会正常返回的时候，可以将返回值（异常）返回给其他变量（因为是子类）

Scala中值类型转换

• 向下转型直接赋值

• 向上转型在值上调用 toXxx（如：toDouble、toInt）强制转换函数

Scala中不支持三目运算符（即：<布尔表达式>?<语句1>:<语句2>），全部使用 if-else 方式实现 Scala中也没有 switch 语句，而是使用 match-case 匹配模式实现

Scala中for循环控制

// 打印1到3，闭区间
for(i<- 1 to 3){
    print(i);
}
// 打印1到3，前闭后开
for(i<- 1 unit 3){
    print(i)
}
// 直接遍历集合
val list = List("h",1,2.2);
for(item<-list){
    println(item)
}
// 循环守卫（也称条件判断式），判断为true进入循环，false则跳过循环
for(i<- 1 to 3 if i!=2){
    println(i);
}
// 循环返回值，对循环中处理的结果返回到一个新的Vector集合中
var res = for(i<- 1 to 3 )yield i
// 控制步长，打印1到10 步长为2
for(i <- Range(1,10,2)){
    println(i)
}

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二、函数式编程基础

在Scala中函数也被当做一种数据类型，可以作为方法的参数传递，Scala中将没有返回值的函数/方法也称为 过程

在类中定义方法：

def <函数名> ([数名称:参数类型]....)[:返回值类型[=]]{ [语句...] [return 返回值] }

直接定义函数：

val func ([数名称:参数类型]....)[:返回值类型] =>{ [语句...] [return 返回值] }

将对象的方法转换为独立的函数：

val func = obj.func _;

1. 形参为空可以省略()

2. def <函数名> ([数名称:参数类型]....)={...} 表示返回值类型不确定（最后一条语句不能带 return 关键字），运行时类型推导完成，语句可以返回 多种类型

3. def <函数名> ([数名称:参数类型]....):<返回值类型>{...} 表示返回值类型在编译期就确定，语句中只能返回 一种类型

4. def <函数名> ([数名称:参数类型]....){...} 表示没有返回值（即等价于返回值Unit），即使语句中有return也不生效，这种函数也叫 过程

5. 如果没有return语句，默认语句的最后一行结果作为返回值

6. 如果写了语句最后写了return关键字，则返回值类型就不能省略，函数返回不能自行推导

7. 形参列表和返回值的数据类型可以是值类型和引用类型

8. 在Scala中声明函数/方法形参列表时，可以指定默认值

可变参数写法

def <函数名> (参数名:参数类型*){[语句...]}

惰性函数

在将函数返回值赋值给其他变量时候，将这个变量声明为lazy，则该函数不会立即执行，只会在取值的时候才会计算，这种函数叫 惰性函数

lazy可以修饰val变量，但不能修饰var变量。指定了该变量后也会在用到的时候才会赋值

三、类与对象

3.1 基础

Scala没有public关键字，定义类的时候 属性 默认为private修饰并且默认编译后会提供 属性名() 的方法用来获取该方法，和 属性名_$eq()方法用来设置该属性，如果定义属性时添加上private则编译后不会再添加这两个方法，需要开发者自己提供。定义类的时候 方法 默认为public修饰，protected修饰的属性或者方法只能对子类访问，而子包不能访问 ​ Scala还通过object关键字来定义 伴生对象 ,将所有类属性和类方法全部定义到 伴生对象 中

<val|var 对象名> [:类型] = new <类型>();

3.2 构造器

Scala包含 主构造器 和 辅助构造器，在scala中体现了函数编程和面向对象编程的思想结合，定义主构造器放在类名之后，且 主构造器 会执行直接放在类中的所有语句。 伴生对象可以通过def apply():<类名>={}方式定义工厂方法，通过 伴生对象 创建对象时不用new直接使用类名(实参列表)形式

1.想让主构造器变私有，则在()前加上 private 2.主构造器 无参数可以省略类名后面的() 3.构造器参数未使用任何访问符，则形参是局部变量 4.构造器参数使用var定义会则编译后会将变量作为private属性并提供 xxx()方法和xxx_$eq()方法 5.构造器参数使用val定义则编译后变量用private final修饰并提供 xxx()方法 6.创建对象时必须为属性指定初始值，也可以用 - 赋值初始值 7.只有 主构造器 可以调用 父类构造器 ，但是不能通过super调用，可以通过extends 父类(参数)的方式给符类构造器传递参数 8*.在类上加上@BeanProperty注解，会自动生成setter和getter方法

3.3 包

3.3.1 包定义

Scala中的包可以嵌套使用,子包可以 直接访问 父包内容,而父包要通过import来访问子包内容,并且引入包的时候,只能访问该包下面的类,而不能递归访问子包下面的类（即import不是精确引入,不会递归引入） ​ 包中可以包含类对象特质(trait),但是不能包含变量和方法,这是虚拟机局限,因此Scala通过包对象来解决.(每一个包只能有一个包对象)包中对象可以直接调用包对象定义的属性和方法

定义语法：package object <包名>{[语句...]}

定义方法和属性时候private和protected修饰的成员后面可以通过 [包名]来扩大可见性

3.3.2 包引入

Scala中的包可以在任何需要的地方引入，从而降低import包的作用范围。

// Scala中可以在引包的时候将类定义别名
import java.utils.{HashMap=>JavaHashMap}
// Scala在引入包的时候可以制定忽略某些类
import java.utils.{HashMap=_,_}

3.4 继承

Scala只支持单继承使用extends关键字，子类继承了父类所有的属性和方法，只是私有属性和方法不能在子类访问 ​ Scala中不存在Java继承时属性存在的动态绑定问题，因为Scala继承属性的时会把属性的属性名()和属性名_$eq()一起继承过去，相当于 重写方法 ​ Scala中引用类型强制类型转换通过asInstanceOf[父类]来转换，通过isInstanceOf来判断类型 ​ Scala使用trait关键字声明特质（等同java中的接口），当一个类继了特质，就可以用该特质来引用该类的实例对象

声明时使用特质：class <子类> extends <父类|特质1> with <特质2> with <特质3> with<特质4>

创建对象时使用特质（动态混入）：<var|val> 对象名 = new 类名 with <特质1> with <特质2> 创建对象时按照定义顺序从左到右加载（初始化特质），而调用覆盖的特质方法时，会从右向左调用，程序运行过程中 不管有无继承关系特质2中 super 指的是特质1 ，如果想让特质2指向自己的 真实父类 ，可以通过 泛型 即：super[特质直接父类].xxx(...)的方式调用

既有抽象方法又有具体方法的特质也叫 富接口 混入了特质的类，特质中的属性直接加入该类作为类的属性（对象属性或者类属性具体看特质如何定义），并且特质中抽象的字段（未赋值）在具体的类中必须初始化

特质 可以继承具体的类（相当于Java中的接口可以继承具体的类），然后可以扩展类的功能，混入该特质的类只能继承该特质的超类

特质 继承了具体的类，如果想限制实现该特质的类 必须是特质超类的子类 才能调用该方法，则可以在方法前加上this.<特质超类名>=>的限定

3.5 内部类

// 创建内部类
new Outter().Inner()
// 创建静态内部类,在伴生对象中定义
new Outter.Inner()

通过 别名=>class 内部类的形式将 外部类.this 替换为前面的 别名 ，这种方式在定义 别名 的时候要将外部类属性 放在别名定义之后，否则编译错误。 非静态内部类 默认与 外部类对象 关联，如果方法需要调用自身 非静态内部类 对象，即屏蔽外对象对内部类对象影响可以通过类型投影，具体做法就是在 非静态内部类 调用自身的方法的形参前面加上 外部类# 前缀，表示忽略内部类对象之间关系。

3.6 隐式

1. 隐式转换函数式通过implicit声明 有且只有一个参数 的函数，这种函数在它作用域范围内 自动调用，因为是 自动调用 它的名称并不重要。只是与 函数签名 有关（函数的 参数列表 以及 返回值）

implicit def <函数名>(<需要转换的参数类型> <参数名>):<转换后的参数类型>{[语句...]}

2. 通过implicit声明的变量叫 隐式值，如果函数要使用 隐式值 需要在 形参 前面也加上 implicit，这样调用该 拥有隐式值形参的函数 在调用时如果没有传入参数，则会在作用范围内寻找通过implicit声明的 隐式值 作为实参。隐式值 的优先级要大于定义形参时指定的 形参默认值

3. 隐式类通过`implicit`声明在类、伴生对象、包对象中（即：隐式类不能作为顶级类），**主构造器** 只能包含一个参数作为在该范围内被识别并转换的类型（形参不需要`implicit`修饰），在 **隐式类** 作用范围内通过 **隐式类主构造器参数类型的对象** 调用 **隐式类中的方法**（在该类型对象中没定义该方法），则在编译过后会通过 **将该类型对象作为参数传入隐式类，然后通过隐式类调用隐式类中方法** 的方式调用 **隐式类中的方法**，来在隐式类作用范围内增强指定对象

四、集合基本使用

在Scala中集合分为两种：变长集合、定长集合，并且有时候会用到Java中的集合，则会通过 隐式转换 在两者之间互相转换。

4.1 Array

// 直接创建定长数组（泛型是可选的，但必须指定集合长度），不能直接print全部元素
val array = new Array[Int](3);
// 通过集合伴生对象的apply方法创建定长数组,可以直接print全部元素
val array = List(1,2,3);
// 定义多维数组（只能是定长）
val arrayDim = Array.ofDim[Int](3,4) //3行4列，元素Int类型
// 定长集合是定义在scala包中的不需要引入，而变长集合需要单独引用
import scala.collection.mutable.ArrayBuffer
// 定长集合转换为变长集合
val arrayBuffer = array.toBuffer;
// 创建变长数组
val arrayBuffer = new ArrayBuffer[Int](3);
// 向变长数组添加元素
arrayBuffer.append(1);
// 变长集合转换为定长集合
val array = arrayBuffer.toArray;
// Scala数组转换为Java数组（因为Java数组是变长，所以只能中Scala中的ArrayBuffer转换）
// 导入隐式转换函数
import scala.collection.JavaConversions.bufferAsJavaList
val scalaArr = new ArrBuffer[Int](3);
// 该方法会需要Java的ArrayList，调用时会被引入的隐式转换函数识别转换为ArrayList
val javaArr = new ProcessBuilder(scala);
// Java数组转换为Scala数组
import scala.collection.JavaConversions.asScalaBuffer
val scalaArr:mutable.Buffer[Int] = javaArr;

4.2 Tuple

元组是一个容器可以存放相同或者不同的元素作为一个整体，Scala中元组最大可以存储22个元素，Tuple1~Tuple22不同的元素个数是不同的元组类型

// 元组定义
val tuple = (1,2,"hello",4);
// 元组访问
print(tuple._2);// 访问元组第二个元素

4.3 List

默认情况下Scala中的List是不可变（如果用可变则需要ListBuffer），并且是一个对象可以直接存储数据。

//--------------------不可变List
// 创建list
val list = List(1,2,3);
// 创建空集合
val list = Nil;
// 访问list元素
print(list(1));//访问第二个元素
// 在list之后追加数据
val list2 = list:+4;//list并没有改变，而是返回一个添加元素后的新集合
// 在list之前添加数据
val list = 4+:list
// 将每一个元素加到集合中
val list = 1::2::3::List(1,2,3)::Nil;
// 将集合分解，并把集合中的每个元素添加到指定末尾集合中
val list = 1::2::3::List(1,2,3):::Nil;
//----------------------可变ListBuffer
import scala.collection.mutable.ListBuffer
// 创建可变list
val listBuffer = ListBuffer(1,2,3);
// 从可变list删除元素
listBuffer-=1;
// 向可变list添加元素
listBuffer+=1;
// 合并另外一个集合（可以是不变list）
listBuffer++list;

4.4 Queue

在Scala中有scala.collection.mutable.Queue和scala.collection.immutable.Queue两种队列，一般开发中用到的是可变队列

// 创建可变队列
import scala.collection.mutable.Queue
val queue = Queue(1,2,3);
// 向队尾增加元素
queue+=4;
// 向对位添加集合中的所有元素
queue++=List(1，2，3);
// 从队列头部取出元素
queue.dequeue();
// 向队列尾部添加元素
queue.enqueue(4,5,6);
// 返回队首元素（对队列无影响）
queue.head;
// 返回队尾元素（对队列无影响）
queue.last;
// 返回除第一个意外的所有元素
queue.tail;

4.5 Map

在Scala中有scala.collection.mutable.Map和scala.collection.immutable.Map两种Map,默认是不可变Map，其中不可变Map有序，可变map无序。在Scala底层Map元素是Tuple2类型

// 创建Map
val map = Map("a"->10,"b"->20);
// 以二元组形式创建Map
val map = Map(("a",10),("b",20));
// 使用map取值，如果key不存在则抛出异常
map.map("a");
// 检查元素是否存在
map.contains("a");
// get取值，如果存在返回some，不存在返回none
map.get("a").get
// getOrElse取值，如果不存在返回默认值（第二个参数指定的值）
map.getOrEles("a","默认值");
// 添加元素
map+=("c"->30,"d"->40);
// 删除元素
map-=("c"->30,"d"->40);
// 取出的元素是Tuple2类型，因此遍历可以通过元组的方式访问
for(ele<-map){ele._1;ele._2}

4.6 Set

在Scala中有scala.collection.mutable.Set和scala.collection.immutable.Set两种Map,默认是不可变Map

// 创建可变set
import scala.collection.mutable.Set
val set = Set(1,2,3);
// 向set中添加元素
set+=4;
// 在set中删除元素
set-=4;

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五、集合高级使用

5.1 映射操作

将集合中的每一个元素通过 映射函数 转换为新结果集合

val list = List(1,2,3);
list.map(x=>x+1)

5.2 扁平化

val list = List(1,2,3);
list.flatMap(_.toString);

5.3 元素过滤

val list = List(1,2,3);
list.filter(_>2);

5.4 化简

val list = List(1,2,3);
// 左边第一个元素开始迭代向后执行函数
list.reduce(_+_);//等同于reduceLeft

5.5 折叠

val list = List(1,2,3);
list.fold(4)(_+_);//等价于在集合左侧添加元素后执行第二个函数参数
4/:list(_+_)

5.6 扫描

// 对集合的每个元素进行fold操作，让后将所有中间结果保存到一个集合中
val list = List(1,2,3);
val list2 = list.scan(4)(_+_);

5.7 拉链合并

val list1 = List(1,2,3);
val list2 = List(4,5,6);
list1.zip(list2);//配对形成元组集合(1,4),(2,5),(3,6)

5.8 迭代器

迭代器遍历元素只能访问一次，第二次访问需要重新获取迭代器

val list = List(1,2,3);
val iterator = list.iterator;
while(iterator.hasNext){
    iterator.next()
}
// 重新获取迭代器，以临另一种方式迭代
for(ele<-iterator){
    ele;
}

5.9 流

steam是一个存放无穷元素的集合，主要用来通过指定规则动态生成元素。末尾元素遵循lazy规则

def numsForm(n:BigInt):Stream[BigIni]=n#::numsForm(n+1)
numsFrom(4).tail

5.10 视图

使用视图对集合的所有操作并不会立即执行，而是在用到集合元素的时候才去执行

val list = List(1,2,3)
list.view.filter(_>1);

5.11 并行集合

val list = List(1,2,3);
list.par.map(_+2);

5.12 操作符扩展

class oper{
    var money:Int = _;
    // 对中置操作符重载
    def +(n:Int):Unit={
        this.money+=n;
    }
    // 对后置操作符重载
    def ++():Unit={
        this.money+=1
    }
    // 对前置操作符重载，方法前需要加上unary_前缀
    def unary_!():Unit={
        this.money=-money;
    }
}

六、模式匹配

6.1 基本介绍

val oper = '+';
oper match{
    case '+'=>print("加法");
    // 如果都没匹配，最终会执行 case_后面的语句
    case _=>
}

6.2 守卫

val num =120
num match{
    //此时的_不表示默认匹配
    case _if(mun>100)=>print(num)
    case _=>
}

6.3 模式中的变量

val a = "aaaa"
a match{
    // 将a中的值传递给mystring
    case mystring => print(mystring);
    case _ =>
}
val b = ‘b’
b match{
    // match中可以有返回值，默认case的最后一条语句为返回值
    case ‘b’ => "hello";
    case _ =>
}

6.4 匹配集合

Array(0) // 匹配只有一个元素且为0的数组
Array(x,y) // 匹配数组有两个元素并将两个元素赋值x，y
Array(0,_*) // 匹配数组以0开始
​
0::Nil // 匹配只有一个元素且为0的List
x::y::Nil // 匹配有两个元素并将两个元素赋值为x，y
0::tail // 匹配第一个元素为0的List
​
(0,_) // 匹配第一个元素为0的tuple2
(y,0) // 匹配第二个元素为0的tuple2，并把第一个元素赋值为x

6.5 对象匹配

// 伴生对向的unapply方法返回Some集合为匹配成功，返回None集合为返回失败
Object Square{
    def unapply(d:Double):Option[Double]={
        Some(math.qurt(d))
    }
}
​
val num = 10.1
num match{
    // 调用Square的unapply方法隐式传入num，返回结果Some的值赋给n
    case Square(n) => print(n);
    case _ =>
}

6.6 样例模式

// 声明样例类后面必须带一个参数，该参数默认用val修饰作为不可变属性
case class A(v:Int){}

6.7 密封类

通过sealed关键字声明的类的所有子类必须在相同源文件中定义

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七、函数式高级编程

7.1 偏函数

// 匿名内部类形式定义偏函数，表示接受的参数是Any，返回值类型是Int，collect支持偏函数，map不支持偏函数
val paritalFum = new ParitalFunction[Any,Int]{
    // 如果返回true 会调用 apply方法创建对象，如果为false则过滤掉元素
    override def isDefinedAt(x:Any)={
        
    }
    // 返回Int类型对象
    override def apply(v:Any)={
        
    }
}
​
// 简化形式,返回类型必须统一，如果不统一返回类型是Any
val list = List(1,2,3).collcet{
    case i:Int=>i+1;
    case j:Double=>(j+1).toInt;
    case _ =>
}
​

7.2 匿名函数

val fun = (x:Int)=>{
    x+1
}

7.3 高阶函数

能够 接收函数作为参数的函数 或者 能够返回函数的的函数 叫做 高阶函数

// 接受函数作为参数
// 接受Double类型的参数返回Int类型参数
def fun(f:Double=>Int,n:Double){
    f(n)
}
// 返回函数作为参数，也称为闭包
def minusxy(x:Int){
    (y:Int)=>x+y;
}
// 或者直接使用匿名函数返回高阶函数，也称为闭包
val fun = (x:Int)=>{
    (y:Int)=>x+y
}
// 闭包就是一个函数与相关引用环境组合成的一个整体

7.4 参数类型推断

1. 参数类型可以推断时，可以省略参数类型

2. 传递函数时，只有单个参数可以省略括号

3. 如果参数的变量(无论=>左侧有多少变量)，在=>右侧只出现一次，则可以省略=>以及左侧内容，右侧内容的所有变量用_表示

7.5 函数柯里化

将 接收多个参数的函数 转化为接受 单个参数的的函数 的过程就叫 柯里化

// 通过柯里化比较字符串大小并且转换成小写
implicit class TestEq(s:String){
    def checkEq(str:String)(f:(String,String)=>Boolean):Boolean={
        f(s.toLowerCase,str.toLowerCase);
    }
}
// 调用
val str = "Hello";
str.checkEq(str)(_.equals(_));

7.6 抽象控制

抽象控制是一类特殊的函数，它的 参数是函数 ，函数没有输入值也没有返回值

def abstractCtrl(f:=>Unit){
    f
}
// 直接将语句块传入到f函数中
abstractCtrl{
    // 语句块
}

 

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