[2]SpinalHDL教程——Scala简单入门

第一个 Scala 程序

shell里面输入

$ scala

scala> 1 + 1
res0: Int = 2

scala> println("Hello World!")
Hello World!

文件形式

object HelloWorld {
   /* 这是我的第一个 Scala 程序
    * 以下程序将输出'Hello World!'
    */
   def main(args: Array[String]) = {
      println("Hello, world!") // 输出 Hello World
   }
}

接下来我们使用 scalac 命令编译它：

$ scalac HelloWorld.scala
$ ls
HelloWorld$.class    HelloWorld.scala
HelloWorld.class

编译后我们可以看到目录下生成了 HelloWorld.class 文件，该文件可以在Java Virtual Machine (JVM)上运行。

编译后，我们可以使用以下命令来执行程序：

$ scala HelloWorld
Hello, world!

基本语法

Scala是运行在jvm上面的一款语言，在语法和概念上难免和java会有相似之处，而java的语法和C语法一脉相承，所以有C基础的话基本语法还是比较好上手的。

Scala有两个设计理念：面向对象（OOP）和函数式编程（FP）

面向对象就导致Scala中万物皆对象；函数式这个概念比较陌生，后续会单独介绍。

1.变量

使用关键词 "var" 声明变量，使用关键词 "val" 声明常量。

声明变量实例如下：

var myVar : String = "Foo"
var myVar : String = "Too"

Scala是一个静态类型语言，但编译器能自动推断类型

所以上面能这么写，效果一样：

var myVar = "Foo"
var myVar = "Too"

2.数据类型

然而，我们说scala是一款万物皆对象的语言，这些变量都是对象

这就类似于java中的封装类（Scala的底层实现确实也是用的java的封装类）

Scala 与 Java有着相同的数据类型，下表列出了 Scala 支持的数据类型：

数据类型	描述
Byte	8位有符号补码整数。数值区间为 -128 到 127
Short	16位有符号补码整数。数值区间为 -32768 到 32767
Int	32位有符号补码整数。数值区间为 -2147483648 到 2147483647
Long	64位有符号补码整数。数值区间为 -9223372036854775808 到 9223372036854775807
Float	32 位, IEEE 754 标准的单精度浮点数
Double	64 位 IEEE 754 标准的双精度浮点数
Char	16位无符号Unicode字符, 区间值为 U+0000 到 U+FFFF
String	字符序列
Boolean	true或false
Unit	表示无值，和其他语言中void等同。用作不返回任何结果的方法的结果类型。Unit只有一个实例值，写成()。
Null	null 或空引用
Nothing	Nothing类型在Scala的类层级的最底端；它是任何其他类型的子类型。
Any	Any是所有其他类的超类
AnyRef	AnyRef类是Scala里所有引用类(reference class)的基类

上表中列出的数据类型都是对象，也就是说scala没有java中的原生类型。在scala是可以对数字等基础类型调用方法的。

（1）整数字面量、浮点字面量

略

（2）字符串字面量

scala> '1'
res0: Char = 1

scala> "1"
res1: String = 1

scala> "\t"
res2: String = "        "

scala> """\t"""
res3: String = \t

字符串插值，会对每个表达式求值，并且调用toString方法

scala> val a=2.1
a: Double = 2.1

scala> val s=s"Hi,${a+9}!"
s: String = Hi,11.1!

函数

方法定义

方法定义由一个 def 关键字开始，紧接着是可选的参数列表，一个冒号 : 和方法的返回类型，一个等于号 = ，最后是方法的主体。

Scala 方法定义格式如下：

def functionName ([参数列表]) : [return type] = {
   function body
   return [expr]
}

• 以上代码中 return type 可以是任意合法的 Scala 数据类型。参数列表中的参数可以使用逗号分隔。

题外话：scala能使用元组进行打包，返回多个变量，在调用时解构赋值

scala> def useScala() = (1,2,3)

useScala: ()(Int, Int, Int)

scala> val a,b,c = useScala()

a: (Int, Int, Int) = (1,2,3)

b: (Int, Int, Int) = (1,2,3)

c: (Int, Int, Int) = (1,2,3)

• 函数体最后一行的return推荐省略
• 等号”=“省略条件：返回类型未显式声明，并且返回类型为Unit，这个类似于 Java 的 void, 实例如下：

object Hello{
   def printMe( ){
      println("Hello, Scala!")
   }
}

方法调用

以下是调用方法的标准格式：

functionName( 参数列表 )

如果方法使用了实例的对象来调用，我们可以使用类似java的格式 (使用 . 号)：

[instance.]functionName( 参数列表 )

类和对象

类是对象的抽象，而对象是类的具体实例。类是抽象的，不占用内存，而对象是具体的，占用存储空间。类是用于创建对象的蓝图，它是一个定义包括在特定类型的对象中的方法和变量的软件模板。

class Point(xc: Int, yc: Int) {
   var x: Int = xc
   var y: Int = yc

   def move(dx: Int, dy: Int) {
      x = x + dx
      y = y + dy
      println ("x 的坐标点: " + x);
      println ("y 的坐标点: " + y);
   }
}

构造方法

1. 主构造方法

   在类内部非字段、非方法的部分全部当作构造函数，在类名后参数列表用于接收。

   可以看一个SpinalHDL生成verilog的写法：

   object MyTopLevelVerilog extends App {
     Config.spinal.generateVerilog(MyTopLevel(4))
   }
   

   看到App定义：

   trait App extends DelayedInit {
   
     // ...
   
     @deprecatedOverriding("main should not be overridden", "2.11.0")
     def main(args: Array[String]) = {
       this._args = args
       for (proc <- initCode) proc()
       if (util.Properties.propIsSet("scala.time")) {
         val total = currentTime - executionStart
         Console.println("[total " + total + "ms]")
       }
     }
   }
   

2. 辅助构造函数

   def this( ... )

   函数内第一句必须调用其他的构造方法this()

3. 私有主构造方法

   如例所示加上private，构造对象时就不能通过主构造方法创建对象，得用辅助构造方法或工厂方法（用于构造对象的方法）

   class Student private (name: String,n: Int)
   

类继承

extends关键词

class Child extends Parent{
    //...
}

工厂对象和工厂方法

如果定义一个专门用来构造某一个类的对象的方法，那么这种方法就被称为“工厂方法”。包含这些工厂方法集合的单例对象，称为“工厂对象”。通常，工厂方法会定义在伴生对象中。尤其是当一系列类存在继承关系时，可以在基类的伴生对象中定义一系列对应的工厂方法。使用工厂方法的好处是可以不用直接使用new来实例化对象，改用方法调用，而且方法名可以是任意的，这样对外隐藏了类的实现细节。

//students. scala
class Students(val name:String,var score:Int){
   def exam(s:Int)=score =s
   override def toString =name +"'s score is "+score +"."
}

object Students {
   def registerStu(name:String,score:Int)=new Students(name,score)
} //registerStu为工厂方法

用“ import Students._ ”导入单例对象后,就能这样使用：

scala>import Students._
scala>val stu =registerStu("Tim",100)
stu:Students =Tim's score is 100.

重写方法

在函数前面加上关键词override

重写toString方法

class A {
    override def toString = "123456A"
}
val a = new A()
println(a)

scala> class A {
     |     override def toString = "123456A"
     | }
// defined class A

scala> val a = new A()
val a: A = 123456A

scala> println(a)
123456A

Scala 单例对象

在 Scala 中，是没有 static 这个东西的，但是它也为我们提供了单例模式的实现方法，那就是使用关键字 object。

Scala 中使用单例模式时，除了定义的类之外，还要定义一个同名的 object 对象，它和类的区别是，object对象不能带参数。

当单例对象与某个类共享同一个名称时，他被称作是这个类的伴生对象：companion object。你必须在同一个源文件里定义类和它的伴生对象。类被称为是这个单例对象的伴生类：companion class。类和它的伴生对象可以互相访问其私有成员。

class Point(val xc: Int, val yc: Int) {
   var x: Int = xc
   var y: Int = yc
   def move(dx: Int, dy: Int) {
      x = x + dx
      y = y + dy
   }
}

object Test {
   def main(args: Array[String]) {
      val point = new Point(10, 20)
      printPoint

      def printPoint{
         println ("x 的坐标点 : " + point.x);
         println ("y 的坐标点 : " + point.y);
      }
   }
}

执行以上代码，输出结果为：

$ scalac Test.scala
$ scala Test
x 的坐标点 : 10
y 的坐标点 : 20

伴生对象

// 私有构造方法
class Marker private(val color:String) {

  println("创建" + this)

  override def toString(): String = "颜色标记："+ color

}

// 伴生对象，与类名字相同，可以访问类的私有属性和方法
object Marker{

    private val markers: Map[String, Marker] = Map(
      "red" -> new Marker("red"),
      "blue" -> new Marker("blue"),
      "green" -> new Marker("green")
    )

    def apply(color:String) = {
      if(markers.contains(color)) markers(color) else null
    }

    def getMarker(color:String) = {
      if(markers.contains(color)) markers(color) else null
    }
    def main(args: Array[String]) {
        println(Marker("red"))
        // 单例函数调用，省略了.(点)符号
                println(Marker getMarker "blue")
    }
}

操作符即方法

1. 前缀操作符

   只有+、-、_{、!有，对应的方法名是unary_+、unary_-、unary_}、unary_!

   2.中缀和后缀操作符

​ 以冒号结尾的操作符，右操作符是调用对象