基礎(chǔ)

關(guān)于這節(jié)課

最初的幾個(gè)星期將涵蓋基本語法和概念，然后我們將通過更多的練習(xí)展開這些內(nèi)容。

有一些例子是以解釋器交互的形式給出的，另一些則是以源文件的形式給出的。

安裝一個(gè)解釋器，可以使探索問題空間變得更容易。

為什么選擇 Scala?

• 表達(dá)能力
  • 函數(shù)是一等公民
  • 閉包
• 簡潔
  • 類型推斷
  • 函數(shù)創(chuàng)建的文法支持
• Java互操作性
  • 可重用 Java 庫
  • 可重用 Java 工具
  • 沒有性能懲罰

Scala 如何工作?

• 編譯成 Java 字節(jié)碼
• 可在任何標(biāo)準(zhǔn) JVM 上運(yùn)行
  • 甚至是一些不規(guī)范的JVM上，如 Dalvik
  • Scala 編譯器是 Java 編譯器的作者寫的

用 Scala 思考

Scala 不僅僅是更好的 Java。你應(yīng)該用全新的頭腦來學(xué)習(xí)它，你會從這些課程中認(rèn)識到這一點(diǎn)的。

安裝 Scala 請看：Scala 安裝及環(huán)境配置

啟動解釋器

使用自帶的 sbt console 啟動。

$ 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>

表達(dá)式

scala> 1 + 1
res0: Int = 2

res0 是解釋器自動創(chuàng)建的變量名稱，用來指代表達(dá)式的計(jì)算結(jié)果。它是 Int 類型，值為 2。

Scala 中（幾乎）一切都是表達(dá)式。

值

你可以給一個(gè)表達(dá)式的結(jié)果起個(gè)名字賦成一個(gè)不變量（val）。

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

你不能改變這個(gè)不變量的值。

變量

如果你需要修改這個(gè)名稱和結(jié)果的綁定，可以選擇使用 var。

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

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

函數(shù)

你可以使用 def 創(chuàng)建函數(shù).

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

在 Scala 中，你需要為函數(shù)參數(shù)指定類型簽名。

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

如果函數(shù)不帶參數(shù)，你可以不寫括號。

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

scala> three()
res2: Int = 3

scala> three
res3: Int = 3

匿名函數(shù)

你可以創(chuàng)建匿名函數(shù)。

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

這個(gè)函數(shù)為名為 x 的 Int 變量加 1。

scala> res2(1)
res3: Int = 2

你可以傳遞匿名函數(shù)，或?qū)⑵浔４娉刹蛔兞俊?/p>

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

scala> addOne(1)
res4: Int = 2

如果你的函數(shù)有很多表達(dá)式，可以使用 {} 來格式化代碼，使之易讀。

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

對匿名函數(shù)也是這樣的。

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

在將一個(gè)匿名函數(shù)作為參數(shù)進(jìn)行傳遞時(shí)，這個(gè)語法會經(jīng)常被用到。

部分應(yīng)用（Partial application）

你可以使用下劃線“_”部分應(yīng)用一個(gè)函數(shù)，結(jié)果將得到另一個(gè)函數(shù)。Scala 使用下劃線表示不同上下文中的不同事物，你通?？梢园阉醋魇且粋€(gè)沒有命名的神奇通配符。在`{ + 2 }`的上下文中，它代表一個(gè)匿名參數(shù)。你可以這樣使用它：

scala> def adder(m: Int, n: Int) = m + nadder: (m: Int,n: Int)Int

scala> val add2 = adder(2, _:Int)
add2: (Int) => Int = <function1>

scala> add2(3)
res50: Int = 5

你可以部分應(yīng)用參數(shù)列表中的任意參數(shù)，而不僅僅是最后一個(gè)。

柯里化函數(shù)

有時(shí)會有這樣的需求：允許別人一會在你的函數(shù)上應(yīng)用一些參數(shù)，然后又應(yīng)用另外的一些參數(shù)。

例如一個(gè)乘法函數(shù)，在一個(gè)場景需要選擇乘數(shù)，而另一個(gè)場景需要選擇被乘數(shù)。

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

你可以直接傳入兩個(gè)參數(shù)。

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

你可以填上第一個(gè)參數(shù)并且部分應(yīng)用第二個(gè)參數(shù)。

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

scala> timesTwo(3)
res1: Int = 6

你可以對任何多參數(shù)函數(shù)執(zhí)行柯里化。例如之前的 adder 函數(shù)

第一次傳參是一個(gè)加數(shù)，返回一個(gè)函數(shù)，調(diào)用第二個(gè)函數(shù)傳參，另一個(gè)數(shù)，得出結(jié)果是和

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

scala> res1(2)
res2: (Int) => Int = <function1>

scala> res2(3)
res3: Int = 5

可變長度參數(shù)

這是一個(gè)特殊的語法，可以向方法傳入任意多個(gè)同類型的參數(shù)。例如要在多個(gè)字符串上執(zhí)行 String 的 capitalize 函數(shù)，可以這樣寫：

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

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

類

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類中用 def 定義方法和用 val 定義字段值。方法就是可以訪問類的狀態(tài)的函數(shù)。

構(gòu)造函數(shù)

構(gòu)造函數(shù)不是特殊的方法，他們是除了類的方法定義之外的代碼。讓我們擴(kuò)展計(jì)算器的例子，增加一個(gè)構(gòu)造函數(shù)參數(shù)，并用它來初始化內(nèi)部狀態(tài)。

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
}

注意兩種不同風(fēng)格的評論。

你可以使用構(gòu)造函數(shù)來構(gòu)造一個(gè)實(shí)例：

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

scala> calc.color
res0: String = black

表達(dá)式

上文的 Calculator 例子說明了 Scala 是如何面向表達(dá)式的。顏色的值就是綁定在一個(gè)if/else表達(dá)式上的。Scala 是高度面向表達(dá)式的：大多數(shù)東西都是表達(dá)式而非指令。

旁白: 函數(shù) vs 方法

函數(shù)和方法在很大程度上是可以互換的。由于函數(shù)和方法是如此的相似，你可能都不知道你調(diào)用的東西是一個(gè)函數(shù)還是一個(gè)方法。而當(dāng)真正碰到的方法和函數(shù)之間的差異的時(shí)候，你可能會感到困惑。

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>

當(dāng)你可以調(diào)用一個(gè)不帶括號的“函數(shù)”，但是對另一個(gè)卻必須加上括號的時(shí)候，你可能會想哎呀，我還以為自己知道 Scala 是怎么工作的呢。也許他們有時(shí)需要括號？你可能以為自己用的是函數(shù)，但實(shí)際使用的是方法。

在實(shí)踐中，即使不理解方法和函數(shù)上的區(qū)別，你也可以用 Scala 做偉大的事情。如果你是 Scala 新手，而且在讀兩者的差異解釋，你可能會跟不上。不過這并不意味著你在使用 Scala 上有麻煩。它只是意味著函數(shù)和方法之間的差異是很微妙的，只有深入語言內(nèi)部才能清楚理解它。

繼承

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

參考 Effective Scala 指出如果子類與父類實(shí)際上沒有區(qū)別，類型別名是優(yōu)于繼承的。A Tour of Scala 詳細(xì)介紹了子類化。

重載方法

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

抽象類

你可以定義一個(gè)抽象類，它定義了一些方法但沒有實(shí)現(xiàn)它們。取而代之是由擴(kuò)展抽象類的子類定義這些方法。你不能創(chuàng)建抽象類的實(shí)例。

scala> abstract class Shape {
     |   def getArea():Int    //子類應(yīng)定義為這個(gè)
     | }
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

特質(zhì)（Traits）

特質(zhì)是一些字段和行為的集合，可以擴(kuò)展或混入（mixin）你的類中。

trait Car {
  val brand: String
}

trait Shiny {
  val shineRefraction: Int
}

class BMW extends Car {
  val brand = "BMW"
}

通過 with 關(guān)鍵字，一個(gè)類可以擴(kuò)展多個(gè)特質(zhì)：

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

參考 Effective Scala 對特質(zhì)的觀點(diǎn)。

什么時(shí)候應(yīng)該使用特質(zhì)而不是抽象類？ 如果你想定義一個(gè)類似接口的類型，你可能會在特質(zhì)和抽象類之間難以取舍。這兩種形式都可以讓你定義一個(gè)類型的一些行為，并要求繼承者定義一些其他行為。一些經(jīng)驗(yàn)法則：

• 優(yōu)先使用特質(zhì)。一個(gè)類擴(kuò)展多個(gè)特質(zhì)是很方便的，但卻只能擴(kuò)展一個(gè)抽象類。
• 如果你需要構(gòu)造函數(shù)參數(shù)，使用抽象類。因?yàn)槌橄箢惪梢远x帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，而特質(zhì)不行。例如，你不能說trait t(i: Int) {}，參數(shù)i是非法的。

類型

此前，我們定義了一個(gè)函數(shù)的參數(shù)為 Int，表示輸入是一個(gè)數(shù)字類型。其實(shí)函數(shù)也可以是泛型的，來適用于所有類型。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，你會看到用方括號語法引入的類型參數(shù)。下面的例子展示了一個(gè)使用泛型鍵和值的緩存。

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

方法也可以引入類型參數(shù)。

def remove[K](key: K)