学习Scala： 初学者应该了解的知识

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Scala开发参照清单

这里列出在开发一个Scala工程中需要参照的资料。

官网网站

http://www.scala-lang.org/

文档网站

http://docs.scala-lang.org/index.html

Cheatsheet

http://docs.scala-lang.org/cheatsheets/

代码风格

http://docs.scala-lang.org/style/

设计模式

https://wiki.scala-lang.org/display/SYGN/Design+Patterns

Language Specification

http://www.scala-lang.org/files/archive/spec/2.11/

API

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

Scala wiki

https://wiki.scala-lang.org

Scala Tools and Libraries

https://wiki.scala-lang.org/display/SW/Tools+and+Libraries

Scala的初次约

Scala是由Martin Odersky设计的一种结合了函数式编程（不仅仅有这个）的强类型语言。

Scala的代码会被编译成Java bytecode，并在JVM上运行的。

可以认为Scala是Java的扩充，一个Java语言的超集。

Scala的设计思想之一，来自于对Java语言的一些缺点的批评。

个人也觉得Java语言发展的太慢，尤其是和C#、.NET相比。

Scala的横空出世，提供了一个积极性的灵感，解决了Java语言的发展问题，给Java社区带来强大的活力。

Scala的优势

• Java有的优势，Scala都有

• Scala的编程风格更简洁

Scala的简洁风格，也很可能降低可读性。所以在团队开发中，还是需要一个良好的代码规范来约束。

• 性能很好
  
  和Java的性能一样，比Python快的太多了。
• 可以直接使用Java类库。
• Java也可以使用Scala的类库。
  
  个别情况下，需要在Scala里做特殊的支持。

Scala的用途

• 结合Spark，处理大数据。
  
  这是，目前，Scala的一个主要应用。Spark也是那Scala写的。

• Java的脚本语言版
  
  可以直接写Scala的脚本，也可以在.sh直接使用Scala。

• 代替Java。
  
  scala希望提供一种简洁的语言。不过作为初学者的我，scala极其容易导致代码的可读性比较差。
  
  Java语言还是有其优势。

Scala的代码风格

由于Scala结合了函数式编程和面向对象语言特征，从这个方面看，有两种编程风格可以选用。

• 支持函数式编程的面向对象编程风格
• 函数式编程风格

如果你开发的项目主要用于处理数据，函数式编程风格更适用。

本文也主要针对函数式编程风格。

安装scala

可以从scala的官方网站上下载。

许多人会选择Intellij IDEA或者Eclipse作为scala的编辑器。

这里有个使用Visual Studio Code作为编辑器的介绍：

Scala on Visual Studio Code

函数式编程到底意味着什么

请参考:函数式编程 : 一个程序猿进化的故事

Scala的再认识

trait， class，object

开始学习Scala会看到trait这个奇怪的词，而且可以def object。这里解释一下：

trait： 类似于Interface，不过可以实现声明的方法。

class: 就是class.

object: 就是Module，一个静态类。

Scala的语言特征

除了Java的语言特征外，Scala还提供了一下主要特征。

（这个章节比较深奥，可能不足，需要慢慢地更新）

函数式编程(functional programming)

上面已经说过了。

类型推测（typing inference）

这个特征C#也有。建议大家尽量使用这个特点。也就是说

• 避免定义变量的数据类型
  
  一个好处是类型发生变化的时候，改动的代码会相对较少。
• 对于函数，要定义输入和输出的数据类型。

implicit特性

我把对implicit的认识分为这几个Levels。

Level 0: 完全忽略implicit的存在

如果，你在你的项目里发现有人使用implicit，可以理直气壮地批评，这是降低可读性的杰作。

implicit特性应该避免被使用。implicit很可能给读代码的人带来困惑，属于反直觉的代码。

Level 1：简单的认识implicit conversions

比如：一个函数的参数的Long型，调用时输入一个Int型的数据，也不会出错，

其后面就是implicit conversions功劳。

implicit conversions逻辑发现类型Int/Long不匹配，

然后在一个implicit view（可以看成一个函数pool，包含了所有的implicit functions）中找一个输入为Int，输出为Long的函数，

最后通过这个函数完成类型的转换。

Scala自身提供了一些必要的implcite conversion functions.

Level 2: 对implicit的有个基本理解

implicit的使用

使用起来很简单，直接把implicit关键字，加到trait/class/object/def/val之前就可以。

在Scala 2.10版后, implicit可以用在三个地方:

例如：

• implicit functions vs implicit conversions

implicit def int2ordered(x: Int): Ordered[Int] =
  new Ordered[Int] { /* .. */ }

• implicit classes
  
  implicit classes是针对Pimp-my-library pattern，在Scala语法上的实现。
  
  这个和C#的extesion methods的用意是一样的。
  
  比如，你想在Scala的List类上，增加一个函数，而不用去修改Scala的发布包，
  
  在Scala 2.10版以后，就可以通过implicit classes实现，
  
  之前的版本，可以通过Pimp-my-library pattern实现。
  
  在下面这个例子中，如果import Helpers._，类IntWithTimes的所有方法都会作用于Int上。

object Helpers {
  implicit class IntWithTimes(x: Int) {
    def times[A](f: => A): Unit = {
      def loop(current: Int): Unit =
        if(current > 0) {
          f
          loop(current - 1)
        }
      loop(x)
    }
  }
}

• implicit values vs implicit parameters
  
  来自官方的一个例子：

object ImplicitTest extends App {
  /**
   *  To show how implicit parameters work,
   *  we first define monoids for strings and integers.
   *  The implicit keyword indicates that the corresponding object can be used
   *  implicitly, within this scope, as a parameter of a function marked implicit.
   */
  implicit object StringMonoid extends Monoid[String] {
    def add(x: String, y: String): String = x concat y
    def unit: String = ""
  }
  implicit object IntMonoid extends Monoid[Int] {
    def add(x: Int, y: Int): Int = x + y
    def unit: Int = 0
  }
  /**
   *  This method takes a List[A] returns an A which represent the combined
   *  value of applying the monoid operation successively across the whole list.
   *  Making the parameter m implicit here means we only have to provide
   *  the xs parameter at the call site, since if we have a List[A]
   *  we know what type A actually is and therefore what type Monoid[A] is needed.
   *  We can then implicitly find whichever val or object in the current scope
   *  also has that type and use that without needing to specify it explicitly.
   */
  def sum[A](xs: List[A])(implicit m: Monoid[A]): A =
    if (xs.isEmpty) m.unit
    else m.add(xs.head, sum(xs.tail))
  /**
   *  Here we call sum twice, with only one parameter each time.
   *  Since the second parameter of sum, m, is implicit its value is looked up
   *  in the current scope, based on the type of monoid required in each case,
   *  meaning both expressions can be fully evaluated.
   */
  println(sum(List(1, 2, 3)))          // uses IntMonoid implicitly
  println(sum(List("a", "b", "c")))    // uses StringMonoid implicitly
}

implicit的功能可以分为两类：

• implicit conversions (from implicit functions and implicit classes)
  
  当Scala发现类型不匹配，或者正在调用一个对象不存在的函数时，
  
  Scala compiler就会去implicit function list中找一个匹配的函数。

• implicit arguments (from implicit values and implicit objects)
  
  在函数上可以定义一个implcit参数，编译器会在implicit的对象列表中，
  
  找到一个类型匹配的对象，并传入。

作用域

可以想到，implicit有个作用域。这个作用域，和当前的package，以及import的类，

还有Scala的默认有关。

Level 3: 重申：避免使用implicit

Level 4: 如果要使用implicit

• 好好阅读关于implicit作用域，编译器的查找complicit对象的顺序等知识。
• 定义implicit的开发规范
• 写好文档帮助开发人员和用户理解。
• 限制其使用的场景
  • 你要实现一个类似于虚数这样的新数据类型。
  • ...

Collection

请看Scala Collection简介

Mutability vs Immutability

可变的变量(Mutable variables)（主要是可变的对象）会引起一些潜在的问题：

• 变化后，可能在map中找不到了
• 性能损失（在多线程下，读写需要加锁）

编程方面的建议是：

• 如果可能，使用和开发 immutable 类。

杂七杂八

_ 的用途

请请看Scala underscore的用途

Null, null, Nil, Nothing, None, and Unit

• Null是Scala中的一个Trait.

• null是一个Null的实例，相当于Java中的null。在面向函数编程中，不要使用，用None代替。

• None是一个None.type的实例，代替null。
  
  在一个函数中，用于表达这个函数返回了没有值。可以避免 null pointer exception。

• Unit是Scala中的一个类型，用于表示一个函数没有返回值。
  
  有点像Java中的void，不过其实返回了'()'。

  // There is no '=' before '{', so the function return Unit.
  def funUnit(x: Int) {
    x * x
  }

  // There is a '=' before '{',
  // so the function returns the value of the last expression.
  def funReturnLastStatement(x: Int) = {
    x * x
    x + x
  }

  // Recommend to use explicit return type, and = forever.
  def funReturnLastStatementGood(x: Int) : Int = {
    x * x
    x + x
  }

• Nil 是一个空的List实例.
• Nothing是Scala中的一个Trait。基本上没有用。（我猜的）

## 和 == 对 equals 和 hashCode

在Scala中, ##方法相当于Java中的hashCode方法。

方法相当于Java中的equals方法。

建议使用##和，因为Scala针对value类型实现额外的功能。

Generic classes/functions: +T, -T， <:, >:, <&

• +T: 作用于class, 用于协变(covariant)
• -T：作用于class, 用于逆变(contravariant)

+T, -T 作用于泛型对象之间赋值。

• T <: A: 作用于 function, 约束：T是A的子类，也称作upper type bound，这是一个协变。
  
  一般会和-T合用。
• T >: A: 作用于 function, 约束：T是A的超类，也称作lower type bound，这是一个逆变。
  
  一般会和+T合用。
• T <& A: 作用于 function, 约束：存在一个T => A的implicit conversion，也称作view bound.

<:, >:, <& 作用于泛型函数之间赋值。

请看不变(Invariant), 协变(Covarinat), 逆变(Contravariant) : 一个程序猿进化的故事

编译.scala文件到jar文件

scalac -d test.jar D:\project\*

参照

• Scala in Depth by ScalaJoshua D. Suereth
• Community-driven documentation for Scala
• Scala design patterns
• Scala guide and cheatsheet
• Scala (programming language)
• Lambda calculus
• Null, null, Nil, Nothing, None, and Unit in Scala