在码农港湾
做一个实实在在的内行人

基础知识

为什么选择 Scala?

  • 表达能力
    • 函数是一等公民
    • 闭包
  • 简洁
    • 类型推断
    • 函数创建的文法支持
  • Java互操作性
    • 可重用 Java 库
    • 可重用 Java 工具
    • 没有性能惩罚

Scala 如何工作?

  • 编译成 Java 字节码
  • 可在任何标准 JVM 上运行
    • 甚至是一些不规范的JVM上,如 Dalvik
    • Scala 编译器是 Java 编译器的作者写的

用 Scala 思考

Scala 不仅仅是更好的 Java。你应该用全新的头脑来学习它,你会从这些课程中认识到这一点的。

安装 Scala 请看:http://www.imobilebbs.com/wordpress/archives/4771

启动解释器

使用自带的 sbt console 启动。

$ sbt console

[...]

Welcome to Scala version 2.8.0.final (Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM, Java 1.6.0_20).
Type in expressions to have them evaluated.
Type :help for more information.

scala>

表达式

scala> 1 + 1
res0: Int = 2

res0 是解释器自动创建的变量名称,用来指代表达式的计算结果。它是 Int 类型,值为 2。

Scala 中(几乎)一切都是表达式。

你可以给一个表达式的结果起个名字赋成一个不变量(val)。

scala> val two = 1 + 1
two: Int = 2

你不能改变这个不变量的值。

变量

如果你需要修改这个名称和结果的绑定,可以选择使用 var

scala> var name = "steve"
name: java.lang.String = steve

scala> name = "marius"
name: java.lang.String = marius

函数

你可以使用 def 创建函数.

scala> def addOne(m: Int): Int = m + 1
addOne: (m: Int)Int

在 Scala 中,你需要为函数参数指定类型签名。

scala> val three = addOne(2)
three: Int = 3

如果函数不带参数,你可以不写括号。

scala> def three() = 1 + 2
three: ()Int

scala> three()
res2: Int = 3

scala> three
res3: Int = 3

匿名函数

你可以创建匿名函数。

scala> (x: Int) => x + 1
res2: (Int) => Int = <function1>

这个函数为名为 x 的 Int 变量加 1。

scala> res2(1)
res3: Int = 2

你可以传递匿名函数,或将其保存成不变量。

scala> val addOne = (x: Int) => x + 1
addOne: (Int) => Int = <function1>

scala> addOne(1)
res4: Int = 2

如果你的函数有很多表达式,可以使用 {} 来格式化代码,使之易读。

def timesTwo(i: Int): Int = {
  println("hello world")
  i * 2
}

对匿名函数也是这样的。

scala> { i: Int =>
  println("hello world")
  i * 2
}
res0: (Int) => Int = <function1>

在将一个匿名函数作为参数进行传递时,这个语法会经常被用到。

部分应用(Partial application)

你可以使用下划线“”部分应用一个函数,结果将得到另一个函数。Scala 使用下划线表示不同上下文中的不同事物,你通常可以把它看作是一个没有命名的神奇通配符。在`{ + 2 }`的上下文中,它代表一个匿名参数。你可以这样使用它:

scala> def adder(m: Int, n: Int) = m + n
adder: (m: Int,n: Int)Int
scala> val add2 = adder(2, _:Int)
add2: (Int) => Int = <function1>

scala> add2(3)
res50: Int = 5

你可以部分应用参数列表中的任意参数,而不仅仅是最后一个。

柯里化函数

有时会有这样的需求:允许别人一会在你的函数上应用一些参数,然后又应用另外的一些参数。

例如一个乘法函数,在一个场景需要选择乘数,而另一个场景需要选择被乘数。

scala> def multiply(m: Int)(n: Int): Int = m * n
multiply: (m: Int)(n: Int)Int

你可以直接传入两个参数。

scala> multiply(2)(3)
res0: Int = 6

你可以填上第一个参数并且部分应用第二个参数。

scala> val timesTwo = multiply(2) _
timesTwo: (Int) => Int = <function1>

scala> timesTwo(3)
res1: Int = 6

你可以对任何多参数函数执行柯里化。例如之前的 adder 函数

scala> (adder _).curried
res1: (Int) => (Int) => Int = <function1>

可变长度参数

这是一个特殊的语法,可以向方法传入任意多个同类型的参数。例如要在多个字符串上执行 String 的 capitalize 函数,可以这样写:

def capitalizeAll(args: String*) = {
  args.map { arg =>
    arg.capitalize
  }
}

scala> capitalizeAll("rarity", "applejack")
res2: Seq[String] = ArrayBuffer(Rarity, Applejack)

scala> class Calculator {
     |   val brand: String = "HP"
     |   def add(m: Int, n: Int): Int = m + n
     | }
defined class Calculator

scala> val calc = new Calculator
calc: Calculator = Calculator@e75a11

scala> calc.add(1, 2)
res1: Int = 3

scala> calc.brand
res2: String = "HP"

上面的例子展示了如何在类中用 def 定义方法和用 val 定义字段值。方法就是可以访问类的状态的函数。

构造函数

构造函数不是特殊的方法,他们是除了类的方法定义之外的代码。让我们扩展计算器的例子,增加一个构造函数参数,并用它来初始化内部状态。

class Calculator(brand: String) {
  /**
   * A constructor.
   */
  val color: String = if (brand == "TI") {
    "blue"
  } else if (brand == "HP") {
    "black"
  } else {
    "white"
  }

  // An instance method.
  def add(m: Int, n: Int): Int = m + n
}

注意两种不同风格的评论。

你可以使用构造函数来构造一个实例:

scala> val calc = new Calculator("HP")
calc: Calculator = Calculator@1e64cc4d

scala> calc.color
res0: String = black

表达式

上文的 Calculator 例子说明了 Scala 是如何面向表达式的。颜色的值就是绑定在一个if/else表达式上的。Scala 是高度面向表达式的:大多数东西都是表达式而非指令。

旁白: 函数 vs 方法

函数和方法在很大程度上是可以互换的。由于函数和方法是如此的相似,你可能都不知道你调用的东西是一个函数还是一个方法。而当真正碰到的方法和函数之间的差异的时候,你可能会感到困惑。

scala> class C {
     |   var acc = 0
     |   def minc = { acc += 1 }
     |   val finc = { () => acc += 1 }
     | }
defined class C

scala> val c = new C
c: C = C@1af1bd6

scala> c.minc // calls c.minc()

scala> c.finc // returns the function as a value:
res2: () => Unit = <function0>

当你可以调用一个不带括号的“函数”,但是对另一个却必须加上括号的时候,你可能会想哎呀,我还以为自己知道 Scala 是怎么工作的呢。也许他们有时需要括号?你可能以为自己用的是函数,但实际使用的是方法。

在实践中,即使不理解方法和函数上的区别,你也可以用 Scala 做伟大的事情。如果你是 Scala 新手,而且在读两者的差异解释,你可能会跟不上。不过这并不意味着你在使用 Scala 上有麻烦。它只是意味着函数和方法之间的差异是很微妙的,只有深入语言内部才能清楚理解它。

继承

class ScientificCalculator(brand: String) extends Calculator(brand) {
  def log(m: Double, base: Double) = math.log(m) / math.log(base)
}

参考 Effective Scala 指出如果子类与父类实际上没有区别,类型别名是优于继承的。A Tour of Scala 详细介绍了子类化

重载方法

class EvenMoreScientificCalculator(brand: String) extends ScientificCalculator(brand) {
  def log(m: Int): Double = log(m, math.exp(1))
}

抽象类

你可以定义一个抽象类,它定义了一些方法但没有实现它们。取而代之是由扩展抽象类的子类定义这些方法。你不能创建抽象类的实例。

scala> abstract class Shape {
     |   def getArea():Int    // subclass should define this
     | }
defined class Shape

scala> class Circle(r: Int) extends Shape {
     |   def getArea():Int = { r * r * 3 }
     | }
defined class Circle

scala> val s = new Shape
<console>:8: error: class Shape is abstract; cannot be instantiated
       val s = new Shape
               ^

scala> val c = new Circle(2)
c: Circle = Circle@65c0035b

特质(Traits)

特质是一些字段和行为的集合,可以扩展或混入(mixin)你的类中。

trait Car {
  val brand: String
}

trait Shiny {
  val shineRefraction: Int
}
class BMW extends Car {
  val brand = "BMW"
}

通过 with 关键字,一个类可以扩展多个特质:

class BMW extends Car with Shiny {
  val brand = "BMW"
  val shineRefraction = 12
}

参考 Effective Scala 对[特质的观点](http://twitter.github.com/effectivescala/#Object oriented programming-Traits)。

什么时候应该使用特质而不是抽象类? 如果你想定义一个类似接口的类型,你可能会在特质和抽象类之间难以取舍。这两种形式都可以让你定义一个类型的一些行为,并要求继承者定义一些其他行为。一些经验法则:

  • 优先使用特质。一个类扩展多个特质是很方便的,但却只能扩展一个抽象类。
  • 如果你需要构造函数参数,使用抽象类。因为抽象类可以定义带参数的构造函数,而特质不行。例如,你不能说trait t(i: Int) {},参数i是非法的。

类型

此前,我们定义了一个函数的参数为 Int,表示输入是一个数字类型。其实函数也可以是泛型的,来适用于所有类型。当这种情况发生时,你会看到用方括号语法引入的类型参数。下面的例子展示了一个使用泛型键和值的缓存。

trait Cache[K, V] {
  def get(key: K): V
  def put(key: K, value: V)
  def delete(key: K)
}

方法也可以引入类型参数。

def remove[K](key: K)

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