Scala學習總結

一、Scala簡介

Scala特點：

• 　　Scala 是一門多範式 (multi-paradigm) 的編程語言 ，設計初衷是要集成面向對象編程和函數式編程的各種 特性。
• 　　Scala 是一門以 java 虛擬機 (JVM) 為運行環境的編程語言 ，Scala 源代碼(.scala)會被編譯成 Java 位元組碼(.class) ，然後運行於 JVM 之上 ，並可以調用現有的 Java 類庫 ，實現兩種語言的無縫對接。 強類型語言
• 　　簡潔高效 (各種語法糖)
• 　　源於java ，與java對比學習 ，更易掌握

二、變數

1. 基本語法

　　先聲明再使用：

　　註意： 變數類型可以省略 ，變數類型確定後就無法改變 (強類型語言) var修飾的變數可以改變 ，val修飾的變數 不可變。 val是線程安全的 ，效率更高 ，val修飾的變數在編譯後 ，等同於加上了final 。

　　　　　 變數聲明時需要初始值。

2. 數據類型

　　Scala 與 Java 有著相同的數據類型 ，在 Scala 中數據類型都是對象 ，也就是說 scala 沒有 java 中的原生類 型。 Scala 數據類型分為兩大類 AnyVal(值類型) 和 AnyRef(引用類型) ， 註意：不管是 AnyVal 還是 AnyRef 都是對象。

2.1. 數據類型一覽圖

說明：

　　1. Any 是所有類的根類型,即所有類的父類(基類)。

　　2. 在 scala 中類分為兩個大的類型分支(AnyVal [值類型 ，即可以理解成就是 java 的基本數據類型], AnyRef 類型)。

　　3. 在 AnyVal 雖然叫值類型 ，但是仍然是類(對象)。

　　4. 在 scala 中有兩個特別的類型(Null ), 還有一個是 Nothing。

　　5. Null 類型只有一個實例 null, 他是 bottom class ,是 AnyRef 的子類。

　　6. Nothing 類型是所有類的子類 ， 它的價值是在於因為它是所有類的子類 ，就可以將 Nothing 類型的對象返回 給任意的變數或者方法 ，比如案例：

　　7. 在 scala 中仍然遵守 低精度的數據自動的轉成 高精度的數據類型。

　　8. 在 scala 中 ， Unit 類型比較特殊 ，這個類型也只有一個實例 () 。

2.2. 整數類型

2.2.1 整數類型的分類

2.2.2 整型的使用細節

　　 Scala 各整數類型有固定的表數範圍和欄位長度 ，不受具體 OS 的影響 ，以保證 Scala 程式的可移植性。

　　 Scala 的整型 常量/字面量 預設為 Int 型 ，聲明 Long 型 常量/字面量 須後加‘l’’或‘L’ 。

　　 Scala 程式中變數常聲明為 Int 型 ，除非不足以表示大數 ，才使用 Long。

2.3. 浮點類型

2.3.1 浮點類型的分類

2.3.2 浮點型使用細節

　　與整數類型類似 ，Scala 浮點類型也有固定的表數範圍和欄位長度 ，不受具體 OS 的影響。 Scala 的浮點型常量預設為 Double 型 ，聲明 Float 型常量 ，須後加‘f’或‘F’。

　　通常情況下 ，應該使用 Double 型 ，因為它比 Float 型更精確(小數點後大致 7 位)。

2.4. 字元類型(Char)

　　字元常量是用單引號(‘ ’)括起來的單個字元。例如：var c1 = 'a‘ var c2 = '中‘ var c3 = '9' 2) Scala 也允許使用轉 義字元‘\’來將其後的字元轉變為特殊字元型常量。例如：var c3 = ‘\n’ // '\n' 表示換行符可以直接給 Char 賦一個整數 ，然後輸出時 ，會按照對應的 unicode 字元輸出 ['\u0061' 97] Char 類型是可以進行運算的 ，相當於一個整數 ，因為它都對應有 Unicode 碼。

2.5. 布爾類型(Boolean)

　　 布爾類型也叫 Boolean 類型 ， Booolean 類型數據只允許取值 true 和 false

　　 boolean 類型占 1 個位元組。 boolean 類型適於邏輯運算 ，一般用於程式流程式控制制

2.6. Unit 類型、 Null 類型和 Nothing 類型

2.6.2 使用細節

　　Unit 類型用來標識過程 ，也就是沒有明確返回值的函數。 由此可見 ， Unit 類似於 Java 里的void。 Unit 只有 一個實例 ，() ，這個實例也沒有實質的意義

　　Null 類只有一個實例對象 ， null ，類似於 Java 中的 null 引用。 null 可以賦值給任意引用類型(AnyRef) ，但是 不能賦值給值類型(AnyVal: 比如 Int, Float, Char, Boolean, Long, Double, Byte, Short)

　　Nothing ，可以作為沒有正常返回值的方法的返回類型 ，非常直觀的告訴你這個方法不會正常返回 ，而且由於 Nothing 是其他任意類型的子類 ，他還能跟要求返回值的方法相容。

二、運算符

1. 運算符介紹

運算符是一種特殊的符號 ，用以表示數據的運算、賦值和比較等。

　　 算術運算符

　　 賦值運算符

　　 關係運算符

　　 邏輯運算符

　　 位運算符

2. 運算符一覽表

2.1. 算術運算符

　　　假定變數 A 為 10 ， B 為 20：

2.2. 賦值運算符

　　　Scala 中沒有++、--操作符 ，需要通過+=、-=來實現同樣的效果

2.3. 關係運算符

　　關係運算符的結果都是 Boolean 型 ，也就是要麼是true ，要麼是 false。關係運算符組成的表達式 ，我們稱為關係 表達式。 如果兩個浮點數進行比較 ，應當保證數據類型一致.

2.4. 邏輯運算符

　　假定變數 A 為 1 ， B 為 0：

2.5. 位運算符

　　位運算符用來對二進位位進行操作

三、程式流程式控制制

1. if - else

 　　Scala 中任意表達式都是有返回值的 ，也就意味著 if else 表達式其實是有返回結果的 ，具體返回結果的值取 決於滿 足條件的代碼體的最後一行內容。Scala 中是沒有三元運算符 ，但是可以利用這個特性使用if--else進行三元運算。

　　例如：

1.1. 單分支

1.2. 雙分支

1.3. 多分支

1.4. 嵌套分支

2. for 迴圈

2.1. 範圍數據迴圈方式

2.1.1 to方式

2.1.2 until方式

2.2. 迴圈守衛

　　迴圈守衛 ，即迴圈保護式。保護式為 true 則進入迴圈體內部 ，為 false 則跳過 ，類似於 continue。

2.3. 引入變數

2.4. 嵌套迴圈

2.5. 迴圈返回值(yield)

　　將遍歷過程中處理的結果返回到一個新的Vector集合中 ，使用yield關鍵字 ，yield可以寫代碼塊。

2.6. 控制步長

　　for迴圈的步長控制有兩種方法 ，通常使用迴圈守衛的方式。

　　例：遍歷 1-10, 步長為 3

2.6.1 Range

　　Range是一個集合 ，括弧裡面三個數表示： 1： start ， 10: end 遍歷到 (end -1) ，3: 表示 step

2.6.2 使用守衛

3. while 迴圈

特點：

• while 迴圈是先判斷再執行語句。
• 與 If 語句不同 ，While 語句本身沒有值 ，即整個 While 語句的結果是 Unit 類型的()
• 因為while 中沒有返回值,所以當要用該語句來計算並返回結果時,就不可避免的使用變數 ，而變數需要聲明在 while 迴圈的外部 ，那麼就等同於迴圈的內部對外部的變數造成了影響 ，所以不推薦使用 ，而是推薦使用for 迴圈。

語法：

4. do..while 迴圈

5. while 迴圈的中斷

　　Scala 內置控制結構特地去掉了 break 和 continue ，是為了更好的適應函數化編程 ，推薦使用函數式的風格解決 break 和 contine 的功能 ，而不是一個關鍵詞。

5.1. 使用breakable控制迴圈的中斷

5.2. 使用if-else或迴圈守衛實現continue效果

四、函數式編程

1. 函數式編程介紹

　　函數式編程是一種"編程範式" (programming paradigm) 。它屬於結構化編程的一種 ，主要思想是把運算過程盡 量寫成一系列嵌套的函數調用。函數式編程中 ，將函數也當做數據類型 ，因此可以接受函數當作輸入 (參數) 和輸 出 (返回值) 。(增強了編程的粒度)

　　在 Scala 中 ，方法和函數幾乎可以等同(比如他們的定義、使用、運行機制都一樣的) ，只是函數的使用方式 更加的 靈活多樣。當一段功能代碼出現多次時 ，編程時 ，就可以將這段功能代碼抽取出來 ，做成函數 ，供調用。

2. 函數/方法的定義

• 函數聲明關鍵字為 def (definition)
• [參數名: 參數類型], ...：表示函數的輸入(就是參數列表), 可以沒有。 如果有 ，多個參數使用逗號間隔 函數中的語句：表示為了實現某一功能代碼塊
• 函數可以有返回值,也可以沒有 返回值的形式：
  • [: 返回值類型] =   表示有返回值 ，並且指定了返回值的類型
  • 沒寫返回值類型只有等號, 表示返回值類型 ，使用類型推導
  • 空的 ，表示沒有返回值 ，即使有 return 也不生效
• 如果沒有 return ,預設以執行到最後一行的結果作為返回值

3. 函數的調用機制

4. 函數的遞歸調用

　　一個函數/方法在函數/方法體內又調用了本身 ，我們稱為遞歸調用。

　　例：

5. 註意事項

• 函數的形參列表可以是多個, 如果函數沒有形參 ，調用時 可以不帶() 。
• 形參列表和返回值列表的數據類型可以是值類型和引用類型。
• Scala 中的函數可以根據函數體最後一行代碼自行推斷函數返回值類型。那麼在這種情況下 ，return 關鍵字 可以省略。
• 因為 Scala 可以自行推斷 ，所以在省略 return 關鍵字的場合 ，返回值類型也可以省略。
• 如果函數明確使用 return 關鍵字 ，那麼函數返回就不能使用自行推斷了,這時要明確寫成 : 返回類型 = ，當然 如果你什麼都不寫 ，即使有 return ， 返回值為()。
• 如果函數明確聲明無返回值 (聲明 Unit) ，那麼函數體中即使使用 return 關鍵字也不會有返回值。
• 如果明確函數無返回值或不確定返回值類型 ，那麼返回值類型可以省略(或聲明為 Any)。
• Scala 語法中任何的語法結構都可以嵌套其他語法結構(靈活) ，即 ：函數/方法中可以再聲明/定義函數/方法， 類中可以再聲明類。
• Scala 函數的形參 ，在聲明參數時 ，直接賦初始值(預設值) ，這時調用函數時 ，如果沒有指定實參 ，則會使用 預設值。如果指定了實參 ，則實參會覆蓋預設值。
• 如果存在多個參數 ，每一個參數都可以設定預設值 ，那麼這個時候 ，傳遞的參數到底是覆蓋預設值 ，還是賦 值給沒有預設值的參數 ，就不確定了(預設按照聲明順序[從左到右])。在這種情況下 ，可以採用帶名參數 。 scala 函數的形參預設是 val 的 ，因此不能在函數中進行修改。
• 遞歸函數未執行之前是無法推斷出來結果類型 ，在使用時必須有明確的返回值類型。
• Scala 函數支持可變參數。

6. 過程 (procedure)

　　將函數的返回類型為 Unit 的函數稱之為過程(procedure) ，如果明確函數沒有返回值 ，那麼等號可以省略。

　　例：

　　如果函數聲明時沒有返回值類型 ，但是有 = 號 ，可以進行類型推斷最後一行代碼。這時這個函數實際是有返回值的 ，該函數並不是過程。

7. 惰性函數

　　惰性計算 (儘可能延遲表達式求值) 是許多函數式編程語言的特性。惰性集合在需要時提供其元素 ，無需預先計算 它們 ，這帶來了一些好處。首先 ，您可以將耗時的計算推遲到絕對需要的時候。其次 ，您可以創造無限個集合 ，只 要它們繼續收到請求 ，就會繼續提供元素。函數的惰性使用讓您能夠得到更高效的代碼。

　　當函數返回值被聲明為 lazy 時 ，函數的執行將被推遲 ，直到我們首次對此取值 ，該函數才會執行。這種函數我 們 稱之為惰性函數 ，在 Java的某些框架代碼中稱之為懶載入(延遲載入)。

　　註意：

• lazy 不能修飾 var 類型的變數
• 不但是 在調用函數時 ，加了 lazy ,會導致函數的執行被推遲 ，我們在聲明一個變數時 ，如果給聲明瞭 lazy , 那麼變數值得分配也會推遲。 比如 lazy val i = 10

8. 異常

　　Scala 提供 try 和 catch 塊來處理異常。try 塊用於包含可能出錯的代碼。catch 塊用於處理 try 塊中發生的異常。 可以根據需要在程式中有任意數量的 try...catch 塊。語法處理上和 Java 類似 ，但是又不盡相同。

　　例：

　　註意：

• 我們將可疑代碼封裝在 try 塊中。 在 try 塊之後使用了一個 catch 處理程式來捕獲異常。如果發生任何異常， catch 處理程式將處理它 ，程式將不會異常終止。
• Scala 的異常的工作機制和 Java 一樣 ，但是 Scala 沒有“checked(編譯期)”異常 ，即 Scala 沒有編譯異常這個 概念 ，異常都是在運行的時候捕獲處理。
• 用 throw 關鍵字 ，拋出一個異常對象。所有異常都是 Throwable 的子類型。throw 表達式是有類型的 ，就是 Nothing ，因為 Nothing 是所有類型的子類型 ，所以 throw 表達式可以用在需要類型的地方

　　　　例如：

• 在 Scala 里 ，借用了模式匹配的思想來做異常的匹配 ，因此 ，在 catch 的代碼里 ，是一系列 case 子句來匹配異常。當匹配上後 => 有多條語句可以換行寫 ，類 似 java 的 switch case x: 代碼塊..
• 異常捕捉的機制與其他語言中一樣 ，如果有異常發生 ，catch 子句是按次序捕捉的。 因此 ，在 catch 子句中，越具體的異常越要靠前 ，越普遍的異常越靠後 ，如果把越普遍的異常寫在前 ，把具體的異常寫在後 ，在 scala 中也不會報錯(不報錯 ，但是不推薦) ，但這樣是非常不好的編程風格。
• finally 子句用於執行不管是正常處理還是有異常發生時都需要執行的步驟 ，一般用於對象的清理工作 ，這點和 Java 一樣。
• Scala 提供了 throws 關鍵字來聲明異常。可以使用方法定義聲明異常。 它向調用者函數提供了此方法可能引發此異常的信息。 它有助於調用函數處理並將該代碼包含在 try-catch 塊中 ，以避免程式異常終止。在 scala中 ，可以使用 throws 註釋來聲明異常   例如：

9. 匿名函數

　　沒有名字的函數就是匿名函數 ，可以通過函數表達式 ，來設置匿名函數。

　　說明 :(x: Double) => 3 * x 就是匿名函數 (x: Double) 是形參列表 ， => 是規定語法表示後面是函數體 ， 3 * x 就是函數體 ，如果有多行 ，可以 {} 換 行寫.triple 是指向匿名函數的變數。

　　案例：

10. 高階函數

　　能夠接受函數作為參數的函數 ，叫做高階函數 (higher-order function)。可使應用程式更加健壯。 高階函數可 以 返回一個匿名函數。

10.1. 高階函數的基本使用

11. 參數(類型)推斷

• 參數類型是可以推斷時 ，可以省略參數類型
• 當傳入的函數 ，只有單個參數時 ，可以省去括弧
• 如果變數只在=>右邊只出現一次 ，可以用_來代替

12. 閉包

如果一個函數 ，訪問到了它的外部 (局部) 變數的值 ，那麼這個函數和他所處的環境 ，稱為閉包。

12.1 定義

　　在電腦科學中 ，閉包 (英語：Closure) ，又稱詞法閉包 ( Lexical Closure) 或函數閉包 (function closures) ，是在支持頭等函數的編程語言中實現詞法綁定的一種技術。閉包在實現上是一個結構體 ，它存 儲了一個函數 (通常是其入口地址) 和一個關聯的環境 (相當於一個符號查找表) 。環境里是若幹對符號和 值的對應關係 ，它既要包括約束變數 (該函數內部綁定的符號) ，也要包括自由變數 (在函數外部定義但在 函數內被引用) ，有些函數也可能沒有自由變數。閉包跟函數最大的不同在於 ，當捕捉閉包的時候 ，它的自 由變數會在捕捉時被確定 ，這樣即便脫離了捕捉時的上下文 ，它也能照常運行。捕捉時對於值的處理可以是 值拷貝 ，也可以是名稱引用 ，這通常由語言設計者決定 ，也可能由用戶自行指定 (如C++) 。

　　因為外層調用結束返回內層函數後 ，經過堆棧調整(比如在C中主調或者被調清理) ，外層函數的參數已經被釋放了 ，所以內層是獲取不到外層的函數參數的。為了能夠將環境 (函數中用到的並非該函數參數的變數和他 們的值) 保存下來 (需要考慮釋放問題 ，可以通過GC可以通過對象生命周期控制 ，GC是一個常見選擇) ，這 時會將執行的環境打一個包保存到堆裡面。

13. 函數柯里化 (Currying)

　　將一個參數列表的多個參數 ，變成多個參數列表的過程。也就是將普通多參數函數變成高階函數的過程。

13.1 定義

　　在電腦科學中 ，柯里化 (英語：Currying) ，又譯為卡瑞化或加里化 ，是把接受多個參數的函數變換成接 受一個單一參數 (最初函數的第一個參數) 的函數 ，並且返回接受餘下的參數而且返回結果的新函數的技 術。在直覺上 ，柯里化聲稱“如果你固定某些參數 ，你將得到接受餘下參數的一個函數”。柯里化是一種處理 函數中附有多個參數的方法 ，併在只允許單一參數的框架中使用這些函數。

13.2 scala中的柯里化函數

14. 控制抽象

　　值調用：按值傳遞參數 ，計算值後再傳遞。多數語言中一般函數調用都是這個方式 ，C++還存在引用傳遞。

　　名調用：按名稱傳遞參數 ，直接用實參替換函數中使用形參的地方。能想到的只有C語言中的帶參巨集函數 ，其 實並不是函數調用 ，預處理時直接替換。 例子：

　　應用：使用傳名參數實現一個函數相當於while的功能。