Scala入门学习随笔

推荐学习视频：慕课网http://www.imooc.com/learn/613，讲师：辰风

ScalaAPI：http://www.scala-lang.org/api/current/#package

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简介

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■函数式编程是什么鬼？

就是只用纯函数来编写程序

■函数式编程的重要概念

•纯函数（Pure Function）、或函数的纯粹性(Purity)、没有副作用(Side Effect)

副作用是状态的变化（Mutation）

例如：修改全局变量、跑出异常、IO读写、调用邮副作用的函数

•引用透明（Referential Transparency）

对于相同的输入，总是得到相同的输出

如果f(x)的参数x和函数体都是引用透明的，那么函数f就是纯函数

•不变性（Immutability）

为了获得引用透明性，任何值都不能变化

•函数式一等公民（First-class Function）:

一切都是计算、函数式编程中只有表达式，变量，函数都是表达式

即：在程序中用变量的地方都可以使用函数。

•高阶函数（Higher order Function）

•闭包（Closure）

•表达式求值策略：严格求职 和非严格求职

（Call By Value vs. Call By Name）

•惰性求值（Lazy Evaluation）：就是说当定义这个表达式的时候不会立即去求值，只有当第一次用到这个表达式的时候才会去求值。

•递归函数（Recursive Function）：函数式编程中是没有循环语句的，所有的循环都是用递归来实现。

•尾递归（Tail Recursion）

■函数式编程的优点

生产效率高

同样的功能的程序，Lisp代码的长度可能是C代码的1/7~1/10

易于推理（Reasoning）

并行编程

多核计算、云计算

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Scala安装

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■JDK：建议Java 7以上）

下载地址：

http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html

http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jdk7-downloads-1880260.html

■Scala 2.11

下载地址：http://www.scala-lang.org/download/

■编译工具SBT

下载地址：http://www.scala-sbt.org/

■交互式程序运行环境REPL（轻量级，用于实验，Read Evaluate Print Loop）

■IDE

下载地址：http://scala-ide.org/

安装成功之后，在命令行窗口执行以下命令应该可以正确执行（最好重新启动命令行窗口）

java -version

scala -version

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基础篇

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■变量

三种变量修饰符

val 定义immutable variable。也即是常量

var 定义mutable variable。也就是变量

lazy val。定义惰性求值的常量

*可以不显示指定变量的类型，因为Scala会自动进行类型推倒

*什么时候我们用lazy val呢？如果我们定义的量，再后续的程序中并不一定会被用到。

■数据类型

*AnyVal：值类型

*Unit类似Java的void。用Unit标记的函数一般都是有副作用的。

*Nothing：如果一个函数返回值是Nothing，通常函数是返回异常。

*String：就是Java的String。不过新增了字符串插值（interpolation）的特性

val myname = "XXX"

s"My name is ${myname}"}。就像Shell语言里变量替换一样。

■函数与代码块

•代码块

代码块用于组织多个表达式，代码块本身也是一个表达式，其最终的求得的值是最后一个表达式的值。

代码块有一下两种写法。

{exp1; exp2}

{

exp1

exp2

}

•函数

以关键字def开头。

返回值可以省略，Scala足够聪明，可以推断返回值类型。

•if表达式

和java的if语句是非常类似的。

*其中红框的表达式的返回结果为空，也就是Unit的文字量，就是那个空括号

•for comprehension

for {

x <- xs   //generator 循环遍历

y = x + 1 //variable binding 变量绑定

if (y > 0)  //filter

} yield y

例：

•try 表达式

和Java中的用法是类似的，但是与Java不同，这里不是一个语句，是一个表达式，会返回一个值。

*_下划线是一个通配符，它可以通配所有的对象。

•match 表达式

与Java中的switch类似。

*_通配符的那一行，相当于Java中的default，无论是什么类型的值都可以。

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求值策略

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在Scala里面，所有的计算都是基于表达式的。

下面是例子

再看下面的例子

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函数

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函数是Scala的第一等公民。在Scala中，函数就像普通变量一样，同样也具有函数的类型。

Scala语言支持

1、把函数作为实参传递给另外一个函数

2、把函数作为返回值

3、把函数赋值给变量

4、把函数存储在数据结构中

■函数类型

函数类型的格式为A=>B，表示一个接受类型A的参数，并返回类型B的函数。

例如：Int => String 是把整型映射为字符串的函数类型

■高阶函数

接受的参数或者返回值为函数时就是高阶函数。

例如：

def operate(f: (Int, Int) => Int) = {

f(4, 4)

}

def greeting() = (name： String) => {"hello" + " " + name}

■匿名函数

匿名函数(Anonymous Function)，就是函数常量，也成为函数文字量（Function Literal）

在Scala里，匿名函数的定义格式为 (形参列表) => (函数体)

■柯里化

柯里化在函数式编程中是一门非常重要的技术。

柯里是一位非常著名的数学家，他发明了柯里化这门技术。

究竟柯里化到底是什么样的概念？

本质上就是将具有多个参数的函数转换为一条函数列，而每一个节点上是单一参数。

就是把多个参数单个的拿出来放进括号里面，然后串接起来的一个函数形式。

例子：

def add(x: Int, y: Int) = x + y

def add(x: Int)(y: Int) = x + y //Scala里柯里化的语法

■递归与尾递归

递归函数（Recursive Function）在函数式编程中是实现循环的一种技术。

在函数式编程中是没有循环语句这个功能的，所有的循环都是通过递归来进行实现的。

例子：计算n!(n的阶乘)

def factorial(n: Int): Int =

if (n <= 0) 1

else n * factorial(n - 1)

递归函数有一个天生的缺陷，现在的计算机体系当中，我们都是用堆栈来进行函数的调用的，

当递归的乘数一升，栈就越多，很容易导致堆栈溢出。随意，对递归有一个优化就叫做“尾递归”

尾递归函数（Tail Recursive Function）中所有递归形式的调用都出现在函数的末尾。

当编译器检测到一个函数调用时尾递归的时候，它就覆盖当前栈的状态，而不会去创建一个新的栈，

来保护下一次函数调用的状态。这样就避免了堆栈溢出。从而优化了递归函数的性能。

@annotation.tailrec     //告诉Scala编译器，要对这个函数进行尾递归优化，如果不写这句话，Scala编译器是不会主动进行尾递归优化的。

def factorial(n: Int, m: Int): Int =

if (n <= 0) m

else factorial(n - 1, m * n)

factorial(5, 1)

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Collecions-list基本使用

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■语言基础

Collecions集合是一个非常有用的数据结构以及对数据结构的操作。

scala.collection.immutable

■List[T]

T表示泛型，用于指定List元素的类型。

*两个冒号::操作符称为"连接操作符"。使用方法：左边是元素，右边是List，会把这个元素添加到List的头部。

*连接操作符的执行顺序是：从右至左。

*三个冒号:::也是一种连接操作符。用法同两个冒号一样，用于连接两个List。

List用法：

c.head：返回List的第一个元素。

c.tail：返回头元素之外的所有元素。

使用isEmpty方法判定是否为空。

■List高阶函数

•filter：遍历List，按照指定的条件进行过滤。

•toList：可以将字符串转换成List。

•takeWhile：遍历List，直至满足指定的条件。满足条件之后就不会继续遍历了。

例子：

■list中的map高阶函数

map是对列表中的每一个元素进行映射的高阶函数。它接收的参数就是一个函数。

如下面的例子

*flatMap可以将2层List转换为1层。

■reduceLeft与flodLeft

集合的归约操作。就是把集合的元素通过某种运算或者某种操作归约为一个值。

可以参考这篇博客：http://www.iteblog.com/archives/1228

■Range

是一个整数序列。用to或者until操作符来定义。使用by来定义步长。

其中：

1 to 10： 1<= x <= 10

1 until 10：1 <= x < 10

■Stream：

就是一个lazy List。

Stream是对程序的性能是有帮助的，因为lazy是当用到的时候才会去求值。

取得Stream的元素的方法是与List一样的。

*？表示元素的值还没有确定。

■Tuple

元组。与数据库里的记录的概念非常接近。

tuple有什么用呢？一般一个函数只能返回一个值，如果需要返回多个值的时候可以使用tuple。

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快速排序实例

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阅读材料

http://docs.scala-lang.org/overviews/collections/introduction.html