Scala學習總結

一、Scala簡介

Scala特點：

• 　　Scala 是一門多范式 (multi-paradigm) 的編程語言 ，設計初衷是要集成面向物件編程和函式式編程的各種 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) ，然后運行于 JVM 之上 ，并可以呼叫現有的 Java 類別庫 ，實作兩種語言的無縫對接， 強型別語言
• 　　簡潔高效 (各種語法糖)
• 　　源于java ，與java對比學習 ，更易掌握

二、變數

1. 基本語法

　　先宣告再使用：

　　注意： 變數型別可以省略 ，變數型別確定后就無法改變 (強型別語言) var修飾的變數可以改變 ，val修飾的變數 不可變， val是執行緒安全的 ，效率更高 ，val修飾的變數在編譯后 ，等同于加上了?nal ，

　　　　　 變數宣告時需要初始值，

2. 資料型別

　　Scala 與 Java 有著相同的資料型別 ，在 Scala 中資料型別都是物件 ，也就是說 scala 沒有 java 中的原生類 型， Scala 資料型別分為兩大類 AnyVal(值型別) 和 AnyRef(參考型別) ， 注意：不管是 AnyVal 還是 AnyRef 都是物件，

2.1. 資料型別一覽圖

說明：

　　1. Any 是所有類的根型別,即所有類的父類(基類)，

　　2. 在 scala 中類分為兩個大的型別分支(AnyVal [值型別 ，即可以理解成就是 java 的基本資料型別], AnyRef 型別)，

　　3. 在 AnyVal 雖然叫值型別 ，但是仍然是類(物件)，

　　4. 在 scala 中有兩個特別的型別(Null ), 還有一個是 Nothing，

　　5. Null 型別只有一個實體 null, 他是 bottom class ,是 AnyRef 的子類，

　　6. Nothing 型別是所有類的子類 ， 它的價值是在于因為它是所有類的子類 ，就可以將 Nothing 型別的物件回傳 給任意的變數或者方法 ，比如案例：

　　7. 在 scala 中仍然遵守 低精度的資料自動的轉成 高精度的資料型別，

　　8. 在 scala 中 ， Unit 型別比較特殊 ，這個型別也只有一個實體 () ，

2.2. 整數型別

2.2.1 整數型別的分類

2.2.2 整型的使用細節

　　 Scala 各整數型別有固定的表數范圍和欄位長度 ，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 默認為 Int 型 ，宣告 Long 型 常量/字面量 須后加‘l’’或‘L’ ，

　　 Scala 程式中變數常宣告為 Int 型 ，除非不足以表示大數 ，才使用 Long，

2.3. 浮點型別

2.3.1 浮點型別的分類

2.3.2 浮點型使用細節

　　與整數型別類似 ，Scala 浮點型別也有固定的表數范圍和欄位長度 ，不受具體 OS 的影響， Scala 的浮點型常量默認為 Double 型 ，宣告 Float 型常量 ，須后加‘f’或‘F’，

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

2.4. 字符型別(Char)

　　字符常量是用單引號(‘ ’)括起來的單個字符，例如：var c1 = 'a‘ var c2 = '中‘ var c3 = '9' 2) Scala 也允許使用轉 義字符‘\’來將其后的字符轉變為特殊字符型常量，例如：var c3 = ‘\n’ // '\n' 表示換行符可以直接給 Char 賦一個整數 ，然后輸出時 ，會按照對應的 unicode 字符輸出 ['\u0061' 97] Char 型別是可以進行運算的 ，相當于一個整數 ，因為它都對應有 Unicode 碼，

2.5. 布爾型別(Boolean)

　　 布爾型別也叫 Boolean 型別 ， Booolean 型別資料只允許取值 true 和 false

　　 boolean 型別占 1 個位元組， boolean 型別適于邏輯運算 ，一般用于程式流程控制

2.6. Unit 型別、 Null 型別和 Nothing 型別

2.6.2 使用細節

　　Unit 型別用來標識程序 ，也就是沒有明確回傳值的函式， 由此可見 ， Unit 類似于 Java 里的void， Unit 只有 一個實體 ，() ，這個實體也沒有實質的意義

　　Null 類只有一個實體物件 ， null ，類似于 Java 中的 null 參考， null 可以賦值給任意參考型別(AnyRef) ，但是 不能賦值給值型別(AnyVal: 比如 Int, Float, Char, Boolean, Long, Double, Byte, Short)

　　Nothing ，可以作為沒有正常回傳值的方法的回傳型別 ，非常直觀的告訴你這個方法不會正常回傳 ，而且由于 Nothing 是其他任意型別的子類 ，他還能跟要求回傳值的方法兼容，

二、運算子

1. 運算子介紹

運算子是一種特殊的符號 ，用以表示資料的運算、賦值和比較等，

　　 算術運算子

　　 賦值運算子

　　 關系運算子

　　 邏輯運算子

　　 位運算子

2. 運算子一覽表

2.1. 算術運算子

　　　假定變數 A 為 10 ， B 為 20：

2.2. 賦值運算子

　　　Scala 中沒有++、--運算子 ，需要通過+=、-=來實作同樣的效果

2.3. 關系運算子

　　關系運算子的結果都是 Boolean 型 ，也就是要么是true ，要么是 false，關系運算子組成的運算式 ，我們稱為關系 運算式， 如果兩個浮點數進行比較 ，應當保證資料型別一致.

2.4. 邏輯運算子

　　假定變數 A 為 1 ， B 為 0：

2.5. 位運算子

　　位運算子用來對二進制位進行操作

三、程式流程控制

1. if - else

 　　Scala 中任意運算式都是有回傳值的 ，也就意味著 if else 運算式其實是有回傳結果的 ，具體回傳結果的值取 決于滿 足條件的代碼體的最后一行內容，Scala 中是沒有三元運算子 ，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 回圈

2.1. 范圍資料回圈方式

2.1.1 to方式

2.1.2 until方式

2.2. 回圈守衛

　　回圈守衛 ，即回圈保護式，保護式為 true 則進入回圈體內部 ，為 false 則跳過 ，類似于 continue，

2.3. 引入變數

2.4. 嵌套回圈

2.5. 回圈回傳值(yield)

　　將遍歷程序中處理的結果回傳到一個新的Vector集合中 ，使用yield關鍵字 ，yield可以寫代碼塊，

2.6. 控制步長

　　for回圈的步長控制有兩種方法 ，通常使用回圈守衛的方式，

　　例：遍歷 1-10, 步長為 3

2.6.1 Range

　　Range是一個集合 ，括號里面三個數表示： 1： start ， 10: end 遍歷到 (end -1) ，3: 表示 step

2.6.2 使用守衛

3. while 回圈

特點：

• while 回圈是先判斷再執行陳述句，
• 與 If 陳述句不同 ，While 陳述句本身沒有值 ，即整個 While 陳述句的結果是 Unit 型別的()
• 因為while 中沒有回傳值,所以當要用該陳述句來計算并回傳結果時,就不可避免的使用變數 ，而變數需要宣告在 while 回圈的外部 ，那么就等同于回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 回圈，

語法：

4. do..while 回圈

5. while 回圈的中斷

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

5.1. 使用breakable控制回圈的中斷

5.2. 使用if-else或回圈守衛實作continue效果

四、函式式編程

1. 函式式編程介紹

　　函式式編程是一種"編程范式" (programming paradigm) ，它屬于結構化編程的一種 ，主要思想是把運算程序盡 量寫成一系列嵌套的函式呼叫，函式式編程中 ，將函式也當做資料型別 ，因此可以接受函式當作輸入 (引數) 和輸 出 (回傳值) ，(增強了編程的粒度)

　　在 Scala 中 ，方法和函式幾乎可以等同(比如他們的定義、使用、運行機制都一樣的) ，只是函式的使用方式 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 ，做成函式 ，供呼叫，

2. 函式/方法的定義

• 函式宣告關鍵字為 def (de?nition)
• [引數名: 引數型別], ...：表示函式的輸入(就是引數串列), 可以沒有， 如果有 ，多個引數使用逗號間隔 函式中的陳述句：表示為了實作某一功能代碼塊
• 函式可以有回傳值,也可以沒有 回傳值的形式：
  • [: 回傳值型別] =   表示有回傳值 ，并且指定了回傳值的型別
  • 沒寫回傳值型別只有等號, 表示回傳值型別 ，使用型別推導
  • 空的 ，表示沒有回傳值 ，即使有 return 也不生效
• 如果沒有 return ,默認以執行到最后一行的結果作為回傳值

3. 函式的呼叫機制

4. 函式的遞回呼叫

　　一個函式/方法在函式/方法體內又呼叫了本身 ，我們稱為遞回呼叫，

　　例：

5. 注意事項

• 函式的形參串列可以是多個, 如果函式沒有形參 ，呼叫時 可以不帶() ，
• 形參串列和回傳值串列的資料型別可以是值型別和參考型別，
• Scala 中的函式可以根據函式體最后一行代碼自行推斷函式回傳值型別，那么在這種情況下 ，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 ，回傳值型別也可以省略，
• 如果函式明確使用 return 關鍵字 ，那么函式回傳就不能使用自行推斷了,這時要明確寫成 : 回傳型別 = ，當然 如果你什么都不寫 ，即使有 return ， 回傳值為()，
• 如果函式明確宣告無回傳值 (宣告 Unit) ，那么函式體中即使使用 return 關鍵字也不會有回傳值，
• 如果明確函式無回傳值或不確定回傳值型別 ，那么回傳值型別可以省略(或宣告為 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 ：函式/方法中可以再宣告/定義函式/方法， 類中可以再宣告類，
• Scala 函式的形參 ，在宣告引數時 ，直接賦初始值(默認值) ，這時呼叫函式時 ，如果沒有指定實參 ，則會使用 默認值，如果指定了實參 ，則實參會覆寫默認值，
• 如果存在多個引數 ，每一個引數都可以設定默認值 ，那么這個時候 ，傳遞的引數到底是覆寫默認值 ，還是賦 值給沒有默認值的引數 ，就不確定了(默認按照宣告順序[從左到右])，在這種情況下 ，可以采用帶名引數 ， scala 函式的形參默認是 val 的 ，因此不能在函式中進行修改，
• 遞回函式未執行之前是無法推斷出來結果型別 ，在使用時必須有明確的回傳值型別，
• Scala 函式支持可變引數，

6. 程序 (procedure)

　　將函式的回傳型別為 Unit 的函式稱之為程序(procedure) ，如果明確函式沒有回傳值 ，那么等號可以省略，

　　例：

　　如果函式宣告時沒有回傳值型別 ，但是有 = 號 ，可以進行型別推斷最后一行代碼，這時這個函式實際是有回傳值的 ，該函式并不是程序，

7. 惰性函式

　　惰性計算 (盡可能延遲運算式求值) 是許多函式式編程語言的特性，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，函式的惰性使用讓您能夠得到更高效的代碼，

　　當函式回傳值被宣告為 lazy 時 ，函式的執行將被推遲 ，直到我們首次對此取值 ，該函式才會執行，這種函式我 們 稱之為惰性函式 ，在 Java的某些框架代碼中稱之為懶加載(延遲加載)，

　　注意：

• lazy 不能修飾 var 型別的變數
• 不但是 在呼叫函式時 ，加了 lazy ,會導致函式的執行被推遲 ，我們在宣告一個變數時 ，如果給宣告了 lazy , 那么變數值得分配也會推遲， 比如 lazy val i = 10

8. 例外

　　Scala 提供 try 和 catch 塊來處理例外，try 塊用于包含可能出錯的代碼，catch 塊用于處理 try 塊中發生的例外， 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：

　　注意：

• 我們將可疑代碼封裝在 try 塊中， 在 try 塊之后使用了一個 catch 處理程式來捕獲例外，如果發生任何例外， catch 處理程式將處理它 ，程式將不會例外終止，
• Scala 的例外的作業機制和 Java 一樣 ，但是 Scala 沒有“checked(編譯期)”例外 ，即 Scala 沒有編譯例外這個 概念 ，例外都是在運行的時候捕獲處理，
• 用 throw 關鍵字 ，拋出一個例外物件，所有例外都是 Throwable 的子型別，throw 運算式是有型別的 ，就是 Nothing ，因為 Nothing 是所有型別的子型別 ，所以 throw 運算式可以用在需要型別的地方

　　　　例如：

• 在 Scala 里 ，借用了模式匹配的思想來做例外的匹配 ，因此 ，在 catch 的代碼里 ，是一系列 case 子句來匹配例外，當匹配上后 => 有多條陳述句可以換行寫 ，類 似 java 的 switch case x: 代碼塊..
• 例外捕捉的機制與其他語言中一樣 ，如果有例外發生 ，catch 子句是按次序捕捉的， 因此 ，在 catch 子句中，越具體的例外越要靠前 ，越普遍的例外越靠后 ，如果把越普遍的例外寫在前 ，把具體的例外寫在后 ，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，
• ?nally 子句用于執行不管是正常處理還是有例外發生時都需要執行的步驟 ，一般用于物件的清理作業 ，這點和 Java 一樣，
• Scala 提供了 throws 關鍵字來宣告例外，可以使用方法定義宣告例外， 它向呼叫者函式提供了此方法可能引發此例外的資訊， 它有助于呼叫函式處理并將該代碼包含在 try-catch 塊中 ，以避免程式例外終止，在 scala中 ，可以使用 throws 注釋來宣告例外   例如：

9. 匿名函式

　　沒有名字的函式就是匿名函式 ，可以通過函式運算式 ，來設定匿名函式，

　　說明 :(x: Double) => 3 * x 就是匿名函式 (x: Double) 是形參串列 ， => 是規定語法表示后面是函式體 ， 3 * x 就是函式體 ，如果有多行 ，可以 {} 換 行寫.triple 是指向匿名函式的變數，

　　案例：

10. 高階函式

　　能夠接受函式作為引數的函式 ，叫做高階函式 (higher-order function)，可使應用程式更加健壯， 高階函式可 以 回傳一個匿名函式，

10.1. 高階函式的基本使用

11. 引數(型別)推斷

• 引數型別是可以推斷時 ，可以省略引數型別
• 當傳入的函式 ，只有單個引數時 ，可以省去括號
• 如果變數只在=>右邊只出現一次 ，可以用_來代替

12. 閉包

如果一個函式 ，訪問到了它的外部 (區域) 變數的值 ，那么這個函式和他所處的環境 ，稱為閉包，

12.1 定義

　　在計算機科學中 ，閉包 (英語：Closure) ，又稱詞法閉包 ( Lexical Closure) 或函式閉包 (function closures) ，是在支持頭等函式的編程語言中實作詞法系結的一種技術，閉包在實作上是一個結構體 ，它存 儲了一個函式 (通常是其入口地址) 和一個關聯的環境 (相當于一個符號查找表) ，環境里是若干對符號和 值的對應關系 ，它既要包括約束變數 (該函式內部系結的符號) ，也要包括自由變數 (在函式外部定義但在 函式內被參考) ，有些函式也可能沒有自由變數，閉包跟函式最大的不同在于 ，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背景關系 ，它也能照常運行，捕捉時對于值的處理可以是 值拷貝 ，也可以是名稱參考 ，這通常由語言設計者決定 ，也可能由用戶自行指定 (如C++) ，

　　因為外層呼叫結束回傳內層函式后 ，經過堆疊調整(比如在C中主調或者被調清理) ，外層函式的引數已經被釋放了 ，所以內層是獲取不到外層的函式引數的，為了能夠將環境 (函式中用到的并非該函式引數的變數和他 們的值) 保存下來 (需要考慮釋放問題 ，可以通過GC可以通過物件生命周期控制 ，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里面，

13. 函式柯里化 (Currying)

　　將一個引數串列的多個引數 ，變成多個引數串列的程序，也就是將普通多引數函式變成高階函式的程序，

13.1 定義

　　在計算機科學中 ，柯里化 (英語：Currying) ，又譯為卡瑞化或加里化 ，是把接受多個引數的函式變換成接 受一個單一引數 (最初函式的第一個引數) 的函式 ，并且回傳接受余下的引數而且回傳結果的新函式的技 術，在直覺上 ，柯里化聲稱“如果你固定某些引數 ，你將得到接受余下引數的一個函式”，柯里化是一種處理 函式中附有多個引數的方法 ，并在只允許單一引數的框架中使用這些函式，

13.2 scala中的柯里化函式

14. 控制抽象

　　值呼叫：按值傳遞引數 ，計算值后再傳遞，多數語言中一般函式呼叫都是這個方式 ，C++還存在參考傳遞，

　　名呼叫：按名稱傳遞引數 ，直接用實參替換函式中使用形參的地方，能想到的只有C語言中的帶參宏函式 ，其 實并不是函式呼叫 ，預處理時直接替換， 例子：

　　應用：使用傳名引數實作一個函式相當于while的功能，

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