Scala Basis

基礎

• Scala 中數據類型也是 class
  • 7 種數值類型: Byte, Char, Short, Int, Long, Float, and Double
  • Boolean 類型
• 原始類型與 class 類型無區別，可在數字上調用方法（隱式轉換為對應的方法調用，如對 Int 操作轉為 RichInt 的方法調用等）
  • 1.toString()
  • 1.to(10) // Range(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)
• 無封裝類型，Scala 自動處理封包拆包，如字元串底層使用的是 java.lang.String
• 隱式轉換的 StringOps 對 String 擴展，包含了上百種操作
  • "Hello".intersect("World") // "lo"
• 操作符重載，算數操作符也是方法
  • 1 + 2 等價於 1.+(b)
  • 通常 a.method(b) 可簡寫為 a method b
• 遞增遞減，沒有 ++ 和 -- 操作，使用 +=1 和 -=1 代替
• BigInt 和 BigDecimal 也可直接使用算數運算符
  • val x: BigInt = 1234567890
  • x * x * x // Java 需要調用方法 x.multiply(x).multiply(x)
• _ 代表通配符，可表達任意東西

函數與方法

• 數學函數使用方便簡單，如 min, max 不需要調用某個類的靜態方法 （通過 import scala.math._ 導入數學函數包）
• 可省略的 scala 包名首碼，如 import scala.math._ 可寫為 import math._
• 無靜態函數，與之功能類似的是單例對象；通常一個 class 都會有一個伴生對象，其方法就如同 Java 的靜態方法
• 無參方法調用時通常不需要帶括弧
  • "Hello".distinct
• apply 方法
  • 伴生對象中定義
  • 像函數調用一樣使用，可看做是重載了 ()
  • "Hello"(4) 等價於 "Hello".apply(4)

控制體系&函數

• 條件表達式
  • if/else 表達式有返回值
    • val s = if (a > 0) 1 else -1 // 這種方式下 s 定義為 val，如果放到判斷內部賦值，需要定義為變數 var
    • 統一了三目運算 ?: 和 if/else；Scala 無三目運算
    • if (a) 1 等價於 if (a) 1 else ()；可以將 ()(，即 Unit 類) 視為無用值的占位符，可看做 Java 中的 void
  • 無 switch 表達式，而是使用更為強大的模式匹配來替代
• 語句終結
  • 分號非必須，單行單表達式可省略，單行多表達式需加分號區分

• 語句塊&賦值

  • {...} 包含一系列表達式，語句塊的結果為最後一個表達式的結果
  • 可用於初始化需要多步操作的值
    • val a = { express1; express2; express3 }
  • 賦值語句沒有返回值，不可使用鏈式賦值 x=y=1 // 與預期結果不一致

• IO

  • 列印，print / println / printf
  • 讀取 console 輸入，readLine / readInt / readDouble...

• 迴圈

  • 不像其他語言那麼常用，通常可使用單個方法調用完成所有操作
  • while, do
  • 沒有與 Java 類似的 for 迴圈 for(init; test; update)，可使用 while 代替，或者使用 for 表達式
    • for (i <- 1 to 10) r = r * i
    • 生成器 variable <- expression 會遍歷所有元素
    • for 迴圈可包含多個生成器，逗號分隔（或換行區分），可使用 parttern guard 來進行條件過濾
      • for(v <- exp1; v2 <- exp2 if(condition)) doSome() // if 之前的分號可省略
    • for 語句中的變數不需要聲明 val 或 var，其類型與迭代的集合中元素類型一致
    • 1 to n 包含上界，1 until n 不包含上界

  • 沒有 break，continue 表達式來中斷迴圈，替代方案：

    • Boolean 變數控制
    • 嵌套函數
    • 使用 Breaks 對象的 break 方法

    import scala.util.control.Breaks._
    breakable {
        for (...) {
            if (...) break
        }
    }

  • yield，在 for 迴圈體以 yield 開始的形式成為 for 推導式
    • 產生的結果為每次迭代的值的集合
      • for(i <- 1 to 3) yield i % 3 // Vector(1, 2, 0)
    • 生成的集合與第一個生成器類型一致
      • for(c <- "hello"; i <- 0 to 1) yield (c+i).toChar // hieflmlmop
      • for(i <- 0 to 1; c <- "hello") yield (c+i).toChar // Vector(h, e, l, l, o, i, f, m, m, p)

• 函數

  • Scala has functions in addition to method
  • trait Function... 的實例
  • technically is an object with an apply method
  • def abs(x: Double) = if (x >= 0) x else -x
  • 必須指定所有參數的類型；返回值為=右邊的表達式或語句塊的最後一個表達式的結果；可省略 return
  • 如果是遞歸函數，則必須指明返回類型
    • def fac(n: Int): Int = if (n <= 0) 1 else n * fac(n - 1)
  • 參數預設值和命名參數
    • def decorate(str: String, left: String = "[", right: String = "]") = left + str + right
    • 調用時可給部分參數，也可給全部參數，還可通過命名參數傳值而不考慮參數順序
      • decorate("a") // [a]
      • decorate("a", "<<") // <<a]
      • decorate(left="<", "a") // <a
  • 可變參數（本質上是一個 Seq 類型的參數）
    • def sum(args: Int*) ={var result=0; for (a <- args) result += a; result}
    • sum(1,2,3) // 6
    • sum(1 to 5: _*) // 15 當傳遞序列做為參數時，需要添加 _* 告訴編譯器傳入的為參數序列， 而不是 Int

• 過程 Procedures

  • 無返回值的函數
  • 調用過程通常是為了其副作用，如列印等
  • def box(s: String) { println(s) } // 無需要 =

• lazy

  • 延遲載入，變數定義為 lazy 後，會在第一次訪問時才被初始化/執行
  • lazy val words = scala.io.Source.fromFile("/../words").mkString // if the program never accesses words, the file is never opened
  • 減少初始化消耗、解決迴圈依賴問題等
  • 會有多餘開銷：每次使用到 lazy 變數時，都會檢查該變數是否已經初始化

• Exceptions

  • 無受檢異常
  • Nothing，throw 表達式的返回類型；在 if/else 表達式中，如果一個分支拋出異常，則 if/else 的返回類型為另一個分支的類型
    • if (x > 0) f(x) else throw new Exception("xx")

  • catch 語句塊中可使用模式匹配來處理對應類型的異常

    try {
        process(xx)
    } catch {  // 優先匹配原則，將最準確的匹配項放在前面，通用的匹配項放在最後
        case ex: IOException => do1()
        case _ => None
    }

  • 使用 try/finally 來忽略異常

    preStep()  // 此步出錯如何處理？
    
    try {
        process(oo)
    } finally {
        f()    //  此步出錯又如何處理？
    }