Scala基础知识

scala

1、scala简介

​ scala是运行在JVM上的多范式编程语言，同时支持面向对象和面向函数式编程。

2、scala解释器

要启动scala解释器，只需要以下几步：

• 按住windows键 + r
• 输入scala即可

• 在scala命令提示窗口中执行:quit，即可退出解释器

3、scala的基本语法

3.1、声明变量

在scala中，可以使用val或者var来定义变量，语法格式如下:

val/var 变量标识:变量类型 = 初始值

其中

• val定义的是不可重新赋值的变量
• var定义的是可重新赋值的变量

[!NOTE]

• scala中定义变量类型写在变量名后面
• scala的语句最后不需要添加分号

问题：val 和 var修饰的变量有什么区别？

3.2、字符串

scala提供多种定义字符串的方式，将来我们可以根据需要来选择最方便的定义方式。

• 使用双引号

  val/var 变量名 = “字符串”
  

• 使用插值表达式

  val/var 变量名 = s"${变量/表达式}字符串"
  

• 使用三引号

  val/var 变量名 = """字符串1
  字符串2"""    
  

3.3、数据类型

基础类型	类型说明
Byte	8位带符号整数
Short	16位带符号整数
Int	32位带符号整数
Long	64位带符号整数
Char	16位无符号Unicode字符
String	Char类型的序列（字符串）
Float	32位单精度浮点数
Double	64位双精度浮点数
Boolean	true或false

注意下 scala类型与Java的区别

[!NOTE]

1. scala中所有的类型都使用大写字母开头
2. 整形使用Int而不是Integer
3. scala中定义变量可以不写类型，让scala编译器自动推断

3.3.1、scala类型层次结构

3.4、表达式

3.4.1、条件表达式

条件表达式就是if表达式，if表达式可以根据给定的条件是否满足，根据条件的结果（真或假）决定执行对应的操作。

scala条件表达式的语法和Java一样。与Java不一样的是，

[!NOTE]

• 在scala中，条件表达式也是有返回值的
• 在scala中，没有三元表达式，可以使用if表达式替代三元表达式

3.4.2、块表达式

• scala中，使用{}表示一个块表达式
• 和if表达式一样，块表达式也是有值的
• 值就是最后一个表达式的值

问题

请问以下代码，变量a的值是什么？

scala> val a = {
     | println("1 + 1")
     | 1 + 1
     | }

3.5、循环

在scala中，可以使用for和while，但一般推荐使用for表达式，因为for表达式语法更简洁

3.5.1、for循环

语法

for(i <- 表达式/数组/集合) {
    // 表达式
}

3.5.2、嵌套for循环

使用for表达式，打印以下字符

*****
*****
*****

步骤

1. 使用for表达式打印3行，5列星星
2. 每打印5个星星，换行

参考代码

for(i <- 1 to 3; j <- 1 to 5) {print("*");if(j == 5) println("")}

3.5.3、while循环

scala中while循环和Java中是一致的

示例

打印1-10的数字

参考代码

scala> var i = 1
i: Int = 1

scala> while(i <= 10) {
     | println(i)
     | i = i+1
     | }

3.6、方法

语法

def methodName (参数名:参数类型, 参数名:参数类型) : [return type] = {
    // 方法体：一系列的代码
}

[!NOTE]

• 参数列表的参数类型不能省略
• 返回值类型可以省略，由scala编译器自动推断
• 返回值可以不写return，默认就是{}块表达式的值

示例

1. 定义一个方法，实现两个整形数值相加，返回相加后的结果
2. 调用该方法

参考代码

scala> def add(a:Int, b:Int) = a + b
m1: (x: Int, y: Int)Int

scala> add(1,2)
res10: Int = 3

3.6.1、方法参数

scala中的方法参数，使用比较灵活。它支持以下几种类型的参数：

• 默认参数
• 带名参数
• 变长参数

默认参数

在定义方法时可以给参数定义一个默认值。

示例

1. 定义一个计算两个值相加的方法，这两个值默认为0
2. 调用该方法，不传任何参数

参考代码

// x，y带有默认值为0 
def add(x:Int = 0, y:Int = 0) = x + y
add()

带名参数

在调用方法时，可以指定参数的名称来进行调用。

示例

1. 定义一个计算两个值相加的方法，这两个值默认为0
2. 调用该方法，只设置第一个参数的值

参考代码

def add(x:Int = 0, y:Int = 0) = x + y
add(x=1)

变长参数

如果方法的参数是不固定的，可以定义一个方法的参数是变长参数。

语法格式：

def 方法名(参数名:参数类型*):返回值类型 = {
    方法体
}

[!NOTE]

在参数类型后面加一个*号，表示参数可以是0个或者多个

示例

1. 定义一个计算若干个值相加的方法
2. 调用方法，传入以下数据：1,2,3,4,5

参考代码

scala> def add(num:Int*) = num.sum
add: (num: Int*)Int

scala> add(1,2,3,4,5)
res1: Int = 15

3.7、函数

语法

val 函数变量名 = (参数名:参数类型, 参数名:参数类型....) => 函数体

[!TIP]

• 函数是一个对象（变量）
• 类似于方法，函数也有输入参数和返回值
• 函数定义不需要使用def定义
• 无需指定返回值类型

示例

1. 定义一个两个数值相加的函数
2. 调用该函数

参考代码

scala> val add = (x:Int, y:Int) => x + y
add: (Int, Int) => Int = <function2>

scala> add(1,2)
res3: Int = 3

4、数据结构

4.1、数组

定长数组

• 定长数组指的是数组的长度是不允许改变的
• 数组的元素是可以改变的

语法

// 通过指定长度定义数组
val/var 变量名 = new Array[元素类型](数组长度)

// 用元素直接初始化数组
val/var 变量名 = Array(元素1, 元素2, 元素3...)

[!NOTE]

• 在scala中，数组的泛型使用[]来指定
• 使用()来获取元素

变长数组

创建变长数组，需要提前导入ArrayBuffer类import scala.collection.mutable.ArrayBuffer

语法

• 创建空的ArrayBuffer变长数组，语法结构：

  val/var a = ArrayBuffer[元素类型]()
  

• 创建带有初始元素的ArrayBuffer

  val/var a = ArrayBuffer(元素1，元素2，元素3....)
  

数组的相关操作

• 使用+=添加元素
• 使用-=删除元素
• 使用++=追加一个数组到变长数组
• 使用for遍历数组

4.2、元组

元组可以用来包含一组不同类型的值。例如：姓名，年龄，性别，出生年月。元组的元素是不可变的。

语法

使用括号来定义元组

val/var 元组 = (元素1, 元素2, 元素3....)

使用箭头来定义元组（元组只有两个元素）

val/var 元组 = 元素1->元素2

示例

定义一个元组，包含一个学生的以下数据

id	姓名	年龄	地址
1	zhangsan	20	beijing

参考代码

scala> val a = (1, "zhangsan", 20, "beijing")
a: (Int, String, Int, String) = (1,zhangsan,20,beijing)

访问元组

使用_1、_2、_3…来访问元组中的元素，_1表示访问第一个元素，依次类推

示例

• 定义一个元组，包含一个学生的姓名和性别，“zhangsan”, “male”
• 分别获取该学生的姓名和性别

参考代码

scala> val a = "zhangsan" -> "male"
a: (String, String) = (zhangsan,male)

// 获取第一个元素
scala> a._1
res41: String = zhangsan

// 获取第二个元素
scala> a._2
res42: String = male

4.3、列表

不可变列表

语法

使用List(元素1, 元素2, 元素3, ...)来创建一个不可变列表，语法格式：

val/var 变量名 = List(元素1, 元素2, 元素3...)

使用Nil创建一个不可变的空列表

val/var 变量名 = Nil

使用::方法创建一个不可变列表

val/var 变量名 = 元素1 :: 元素2 :: Nil

[!TIP]

使用**::拼接方式来创建列表，必须在最后添加一个Nil

可变列表

可变列表就是列表的元素、长度都是可变的。

要使用可变列表，先要导入import scala.collection.mutable.ListBuffer

[!NOTE]

• 可变集合都在mutable包中
• 不可变集合都在immutable包中（默认导入）

定义

使用ListBuffer[元素类型]()创建空的可变列表，语法结构：

val/var 变量名 = ListBuffer[Int]()

使用ListBuffer(元素1, 元素2, 元素3…)创建可变列表，语法结构：

val/var 变量名 = ListBuffer(元素1，元素2，元素3...)

可变列表的操作

• 获取元素（使用括号访问(索引值)）
• 添加元素（+=）
• 追加一个列表（++=）
• 更改元素（使用括号获取元素，然后进行赋值）
• 删除元素（-=）
• 转换为List（toList）
• 转换为Array（toArray）

4.4、集合

Set(集)是代表没有重复元素的集合。Set具备以下性质：

1. 元素不重复
2. 不保证插入顺序

scala中的集也分为两种，一种是不可变集，另一种是可变集。

不可变集

语法

创建一个空的不可变集，语法格式：

val/var 变量名 = Set[类型]()

给定元素来创建一个不可变集，语法格式：

val/var 变量名 = Set(元素1, 元素2, 元素3...)

可变集

定义

可变集合不可变集的创建方式一致，只不过需要提前导入一个可变集类。

手动导入：import scala.collection.mutable.Set

4.5、映射

Map可以称之为映射。它是由键值对组成的集合。在scala中，Map也分为不可变Map和可变Map。

不可变Map

定义

语法

val/var map = Map(键->值, 键->值, 键->值...)	// 推荐，可读性更好
val/var map = Map((键, 值), (键, 值), (键, 值), (键, 值)...)

示例

1）定义一个映射，包含以下学生姓名和年龄数据

"zhangsan", 30
"lisi", 40

2）获取zhangsan的年龄

scala> val map = Map("zhangsan"->30, "lisi"->40)
map: scala.collection.mutable.Map[String,Int] = Map(lisi -> 40, zhangsan -> 30)

// 获取zhangsan的年龄
scala> val age = map.get("zhangsan")

可变Map

定义

定义语法与不可变Map一致。但定义可变Map需要手动导入import scala.collection.mutable.Map

示例

1）定义一个映射，包含以下学生姓名和年龄数据

"zhangsan", 30
"lisi", 40

2）修改zhangsan的年龄为20

scala> val map = Map("zhangsan"->30, "lisi"->40)
map: scala.collection.mutable.Map[String,Int] = Map(lisi -> 40, zhangsan -> 30)

// 修改value
scala> map("zhangsan") = 20

5、函数式编程

• 遍历（foreach）
• 映射（map）
• 映射扁平化（flatmap）
• 过滤（filter）
• 是否存在（exists）
• 排序（sorted、sortBy、sortWith）
• 分组（groupBy）
• 聚合计算（reduce）
• 折叠（fold）

6、伴生对象

一个class和object具有同样的名字。这个object称为伴生对象，这个class称为伴生类

• 伴生对象必须要和伴生类一样的名字
• 伴生对象和伴生类在同一个scala源文件中
• 伴生对象和伴生类可以互相访问private属性

参考代码

object _11ObjectDemo {

  class CustomerService {
    def save() = {
      println(s"${CustomerService.SERVICE_NAME}:保存客户")
    }
  }

  // CustomerService的伴生对象
  object CustomerService {
    private val SERVICE_NAME = "CustomerService"
  }

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val customerService = new CustomerService()
    customerService.save()
  }
}

7、样例类

样例类是一种特殊类，它可以用来快速定义一个用于保存数据的类（类似于Java POJO类）

语法格式

case class 样例类名(var/val 成员变量名1:类型1, 成员变量名2:类型2, 成员变量名3:类型3)

• 如果要实现某个成员变量可以被修改，可以添加var
• 默认为val，可以省略

需求

• 定义一个Person样例类，包含姓名和年龄成员变量
• 创建样例类的对象实例（“张三”、20），并打印它

参考代码

object _01CaseClassDemo {
  case class Person(name:String, age:Int)

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val zhangsan = Person("张三", 20)

    println(zhangsan)
  }
}

8、样例对象

它主要用在两个地方：

1）作为没有任何参数的消息传递

使用case object可以创建样例对象。样例对象是单例的，而且它没有主构造器

语法格式

case object 样例对象名

9、模式匹配

9.1、 简单模式匹配

语法格式

变量 match {
    case "常量1" => 表达式1
    case "常量2" => 表达式2
    case "常量3" => 表达式3
    case _ => 表达式4		// 默认配
}

示例

需求说明

1）从控制台输入一个单词（使用StdIn.readLine方法）

2）判断该单词是否能够匹配以下单词，如果能匹配，返回一句话

3）打印这句话

单词	返回
hadoop	大数据分布式存储和计算框架
zookeeper	大数据分布式协调服务框架
spark	大数据分布式内存计算框架
未匹配	未匹配

参考代码

println("请输出一个词：")
// StdIn.readLine表示从控制台读取一行文本
val name = StdIn.readLine()

val result = name match {
    case "hadoop" => "大数据分布式存储和计算框架"
    case "zookeeper" => "大数据分布式协调服务框架"
    case "spark" => "大数据分布式内存计算框架"
    case _ => "未匹配"
}

println(result)

9.2、匹配样例类

scala可以使用模式匹配来匹配样例类，从而可以快速获取样例类中的成员数据。后续，我们在开发Akka案例时，还会用到。

示例

需求说明

• 创建两个样例类Customer、Order
  • Customer包含姓名、年龄字段
  • Order包含id字段
• 分别定义两个案例类的对象，并指定为Any类型
• 使用模式匹配这两个对象，并分别打印它们的成员变量值

参考代码

// 1. 创建两个样例类
case class Person(name:String, age:Int)
case class Order(id:String)

def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 2. 创建样例类对象，并赋值为Any类型
    val zhangsan:Any = Person("张三", 20)
    val order1:Any = Order("001")

    // 3. 使用match...case表达式来进行模式匹配
    // 获取样例类中成员变量
    order1 match {
        case Person(name, age) => println(s"姓名：${name} 年龄：${age}")
        case Order(id1) => println(s"ID为：${id1}")
        case _ => println("未匹配")
    }
}

10、高阶函数

高阶函数包含

• 作为值的函数
• 匿名函数
• 闭包
• 柯里化等等

作为值的函数

示例说明

将一个整数列表中的每个元素转换为对应个数的小星星

List(1, 2, 3...) => *, **, *** 

步骤

1. 创建一个函数，用于将数字装换为指定个数的小星星
2. 创建一个列表，调用map方法
3. 打印转换为的列表

参考代码

val func = (num:Int) => "*" * num

println((1 to 10).map(func))

匿名函数

没有赋值给变量的函数就是匿名函数

参考代码

println((1 to 10).map(num => "*" * num))
// 因为此处num变量只使用了一次，而且只是进行简单的计算，所以可以省略参数列表，使用_替代参数
println((1 to 10).map("*" * _))

闭包

闭包其实就是一个函数，只不过这个函数的返回值依赖于声明在函数外部的变量。

可以简单认为，就是可以访问不在当前作用域范围的一个函数。

示例

定义一个闭包

val y=10

val add=(x:Int)=>{
    x+y
}

println(add(5)) // 结果15

add函数就是一个闭包

柯里化

柯里化（Currying）是指将原先接受多个参数的方法转换为多个参数列表的过程。

示例

示例说明

• 编写一个方法，用来完成两个Int类型数字的计算
• 具体如何计算封装到函数中
• 使用柯里化来实现上述操作

参考代码

// 柯里化：实现对两个数进行计算
def calc_carried(x:Double, y:Double)(func_calc:(Double, Double)=>Double) = {
    func_calc(x, y)
}

def main(args: Intrray[String]): Unit = {
    println(calc_carried(10.1, 10.2){
        (x,y) => x + y
    })
    println(calc_carried(10, 10)(_ + _))
    println(calc_carried(10.1, 10.2)(_ * _))
    println(calc_carried(100.2, 10)(_ - _))
}