Scala 学习总结

后端 Scala

Created At : 2018-04-17 16:04

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Assignment
Input
Output
Loops
Advanced for Loops
Variable Arguments
一道 String Interpolator 的题目
Array
Class
Extractors with No Arguments
Functions as Values
Control Abstractions
Patterns in Variable Declarations
Partial Functions

这篇文章用来总结 Scala 学习中需要记录的知识，也会是以后 Scala 相关知识的索引。

Assignment

Scala 的赋值语句的返回值是 Unit，因此不能使用 x=y=1 类似的赋值语法。
可以使用 `@`` 的小技巧来完成一个连续赋值的语法糖。

y = 1 // Unit ()

// not work
x = y = 1

// trick
var x@y = 1 // x = 1, y = 1

Input

读取 Console 数据。

import scala.io._

val name = StdIn.readLine("your name:")
print("your age:")
val age = StdIn.readInt()

Output

格式化输出，建议使用 f插值表达式，类型会在编译期得到检查。

printf("%d year %f seconds", year, sec)

// recommend, type-safe
print(f"$year ${sec}%7.2f seconds")

// raw text
print(raw"\n 123")

Loops

Scala 没有 break, continue 关键字，只能通过其他方式来实现。

// 1. use Boolean
var flag = true
for (i <- 1 to 9) {
    if (flag) {
        print(i)
        flag = false
    } else flag = true
}

// 2. use `return`
def loop(): Int = {
  for (i <- 1 to 10) {
    if (i == 2) return -1
    else ()
  }
  0
}

// 3. use `break` method in the `Breaks` object
// not recommend
//   the control transfer is done by throwing and catching an exception,
//   so you should avoid this mechanism when time is of essence.
import scala.util.control.Breaks._

def loop1(): Unit = {
  breakable {
    for (i <- 1 to 10) {
      if (i == 3) break
      else println(i)
    }
  }
}

Scala 的循环语句中，本地的变量名可以覆盖使用。

val n = 10

// local n will be overlapping
for (n <- 1 to 9) {
    print(n) // print 1-9
}

Advanced for Loops

Scala 有更加便利的循环操作，可以完成多级循环以及列表推导。

非常简单的语法糖完成多级的 for 循环

// multiple generators
for (i <- 1 to 3; j <- 1 to 3) println(f"${i*10 + j}%3d")

// guard
for (i <- 1 to 3; j <- 1 to 3 if i!=j) println(f"${i*10 + j}%3d")

// definitions, any number.
for (i <- 1 to 3; from = 4-i; j <- from to 3) println(f"${i*10 + j}%3d")

列表推导

列表推导生成的结果总是兼容第一个生成器的格式，可以看2、3例，第一个生成器是 String，生成的就是 String格式。

for (i <- 1 to 9) yield i%5
  // Yields Vector(1, 2, 3, 4, 0, 1, 2, 3, 4)


// The generated collection is compatible with the first generator.
for (c <- "Hello"; i <- 0 to 1) yield (c + i).toChar
  // Yields "HIeflmlmop"
for (i <- 0 to 1; c <- "Hello") yield (c + i).toChar
  // Yields Vector('H', 'e', 'l', 'l', 'o', 'I', 'f', 'm', 'm', 'p')

如果不想使用分号的风格，可以使用 {} 加换行替代

for { i <- 1 to 3
  from = 4 - i
  j <- from to 3 }

Variable Arguments

这是普通的可变长参数函数的实现，这里主要是指出一下 Scala 特有的语法。

能够使一个列表转变成可变参数的形式传递到方法内。

def sum(args: Int *): Int = {
  if (args.isEmpty) 0
  else args.head + sum(args.tail :_*)
}

sum(1 to 5 :_*)

一道 String Interpolator 的题目

快捷的定义一个 java.time.LocalDate，使用到了 implicit 关键字。

import java.time.LocalDate

implicit class DateInterpolator(val sc: StringContext) extends AnyVal {
  def date(args: Any*): LocalDate = {
    if (args.length != 3) throw new IllegalArgumentException("arguments should contain year, month, day.")

    for (x <- sc.parts) if (x.length > 0 && !x.equals("-")) throw new IllegalArgumentException("year-month-day format required")
    LocalDate.of(args(0).toString.toInt, args(1).toString.toInt, args(2).toString.toInt)
  }
}


val year = 2017
val month = 1
val day = 5

date"$year-$month-$day" // java.time.LocalDate = 2017-01-05

Array

Scala 中的数组操作， Array 对应的是定长数组，ArrayBuffer 对应的是 Java的 ArrayList。

// Traverse indices
for (i <- 0 until a.length) { }
// or
for (i <- a.indices) { }

// To visit every second element
for (i <- 0 until a.length by 2) { }

// To visit the elements starting from the end of the array
for (i <- 0 until a.length by -1) { }
// or
for (i <- a.indices.reverse) { }

// Traverse all values of the list
for (i <- a) { }

Class

Scala 实现 class的方式不同于 Java。Scala 对所有的 var，val都会选择性地生成对应的 Setter & Getter。

generate	var	val
setter	√	×
getter	√	√

如果声明是 private 的话，那么生成的 Setter & Getter 也是 private 的。
如果不想要生成 Setter & Getter，可以使用 private[this] 来修饰字段。
这里还有一个特殊点：字段声明是 private 的，只有该类的对象才能访问，这点和 Java的表现不同（Java 是只能在类部才能使用）。
下面代码中的 other也是一个 Counter类型，他也能访问 private var value。如果使用了 private[this]，表现就和 Java中一样了。

class Counter {
  private var value = 0
  def increment() { value += 1 }
  def isLess(other : Counter) = value < other.value
    // Can access private ﬁeld of other object
}

Extractors with No Arguments

Extractors 可以用无参形式调用，这种情况下，它的返回值应该是一个 Boolean。
下面是一个样例，可以看到无参形式的 Extractors在模式匹配的时候使用。

object Name {
  def unapply(input: String) = {
    val pos = input.indexOf(" ")
    if (pos == -1) None
    else Some((input.substring(0, pos), input.substring(pos + 1)))
  }
}

object IsCompound {
  def unapply(input: String) = input.contains(" ")
}

val author = "king kong W" // "king kongW"

author match {
  case Name(first, IsCompound()) => print(first + " mix " )
    // 当 IsCompound() 的返回值为 True时执行
  case Name(first, last) => print(first + " : " + last)
}

Functions as Values

Scala 中函数(Function)也是第一等公民，可以作为值来传递。但是方法(Method)并不是函数，无法作为值传递。
下面展示一下方法如何转化为一个函数。
PS: 任何时候使用 def 关键词定义的都是方法，不是函数。

import scala.math._

// -- method from package object --
val fun = ceil _
    //  the _ turns the ceil method into a function.
val func:(Double) => Double = ceil
    // The _ suffix is not necessary when you use a method name in a context where
    // a function is expected.

// -- method from a class --
val f = (_: String).charAt(_:Int)

val fc: (String, Int) => Char = _.charAt(_)

Control Abstractions

Scala 中有两种调用形式的参数， call-by-name和 call-by-value，大多数情况下只使用后者，现在有一种使用前者的情况。

                // call-by-value
def runInThread(block: () => Unit) {  // 这是对一个参数的类型定义
  new Thread {
    override def run() { block() } // 这里是调用函数
  }.start()
}

runInThread { () => println("Hi"); Thread.sleep(10000); println("Bye") }
    // 这里调用的时候 必须是 `() =>`带这个开头，就显得很多余

                // call-by-name
def runInThread(block: => Unit) {
  new Thread {
    override def run() { block }
  }.start()
}

runInThread { println("Hi"); Thread.sleep(10000); println("Bye") }
    // 这里就可以省略掉 `() =>`这个开头了，匿名函数写起来就很简洁

可以看到 call-by-name 的参数调用使得方法在调用的时候非常方便，这里利用这一点实现类似 while 的语法。

// definition
          // call-by-name        // call-by-name
def until(condition: => Boolean)(block: => Unit) {
  if (!condition) {
    block
    until(condition)(block)
  }
}

// -- sample --
var x = 10
until (x == 0) { // without `()=>`, pretty concise
  x -= 1
  println(x)
}
Unlike a regular (or call-by-value) parameter, the parameter expression is not evaluated when the function is called.
After all, we don’t want x == 0 to evaluate to false in the call to until.

这里说的非常重要，正是因为 call-by-name 的这个特性，才使得 until 方法可以对在运行时求值，而不是调用方法时 x==0 就已经作为值 false 传入了。

Patterns in Variable Declarations

Scala 支持在变量声明时的解构操作，如下操作：

val (x, y) = (1, 2)

对于表达式 val p(x1, ..., xn) = e, 定义上等同与

val $result = e match { case p(x1, ..., xn) => (x1, ..., xn) }
val x1 = $result._1
...
val xn = $result._n

其中 x1~xn 是 free variables，可以是任意的值，如下表达式，在 Scala中是合理的：

val 2 = x

等同于：

var $result = x match { case 2 => () }
// No assignments.

并没有赋值语句。这等同于：

if (!(2 == x)) throw new MatchError

Partial Functions

Scala 又一迷之特性，这个语法糖不知道又会有多少玩法了。偏函数，它的定义是这样的：

a function which may not be defined for all inputs. PartialFunction[A, B]. (A is the parameter type, B the return type.)

实际上如果一个偏函数穷举了所有可能性，那他就变成了一个 Function1。一个神奇的方法… Scala 设置了 Function1 到 Function22 总共可以允许 22 个参数。

然后就是神奇的语法糖了，甜不甜…

A Seq[A] is a PartialFunction[Int, A], and a Map[K, V] is a PartialFunction[K, V].

基于这个可以带来的操作：

val names = Array("Alice", "Bob", "Carmen")
val scores = Map("Alice" -> 10, "Carmen" -> 7)
names.collect(scores) // Yields Array(10, 7)

偏函数有 lift 函数，可以将偏函数转变为一个正常的函数，返回值是 Option[T]。反之也可以将一个有 Option[T] 返回值的函数，通过 unlift 转变为一个偏函数。

try 语句的 catch 子句就是一个偏函数，可以将这个字句赋值给一个变量。

                // call by name
def tryCatch[T](b: => T, catcher: PartialFunction[Throwable, T]) =
  try { b } catch catcher

val result = tryCatch(str.toInt,
  { case _: NumberFormatException => -1 })

可以看到 catch 子句就是一个偏函数，通过 catcher 这个变量可以动态的切换偏函数。

不得不感叹一声，这个设计思维啊。

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