Scala 摘要

读《快学Scala 》一书的摘要

Scala 运行于JVM之上，拥有海量类库和工具，兼顾函数式编程和面向对象。

在Scala中， 解释器就是我们喜欢的REPL，变量或者函数的类型总是写在变量或函数的后面（与java相反），数值类型的转换通过方法而不是强制类型转换，仅当同一行代码存在多条语句时才需要用分号隔开。

scala 允许自定义操作符，注意有分寸地使用，在使用scala.开头的包时，可以省去scala前缀。scala没有静态方法，类似的特性可以用单例对象，一个类对应的companion object就跟Java中的静态方法一样，使用companion object的apply方法是scala中构建对象的常用方法。

控制

在scala中，判断语句跟其他语言类似，但{}块包含一系列表达式，其结果也是一个表达式，块中最后一个表达式的值就是块的值。

在for 循环的变量之前并没有val或var的指定。该变量的类型是集合的元素类型，循环变量的作用域一直持续到循环结束。scala并没有提供break或continue语句来退出循环，替代方法如下：

1. 使用Boolean的控制变量
2. 使用嵌套函数——在函数中return
3. 使用Breaks对象中的break方法，控制权的转移是通过抛出和捕获异常完成的，出于性能考虑，尽量避免这一机制。

for有丰富的形态，可以提供多个生成器，并带有if开头的表达式，还可以使用任意多的循环变量定义。

函数

scala中的方法对对象进行操作，而函数不是，C++中也有函数，不过在Java中智能用静态方法模拟，scala的函数不需要return，对应递归函数必须指明返回类型，可以混用未命名参数和带名参数，只要那些未命名的参数是排在前面的即可。

同样，变长参数列表很方便，通过 ：_* 将值序列转换成参数序列。当变长参数类型为Object的Java方法时，需要手工对基本类型进行转换。

scala对不返回值的函数有特殊的表示法，如果函数体包含在花括号当中但没有前面的=号，那么返回类型就是Unit，这样的函数也叫过程函数。

当val 被声明为lazy时，它的初始化将被延迟加载，直到对它初次取值。每次访问延迟加载的变量，都会有一个方法被调用，以线程安全的方式检查该值是否已被初始化。

异常

scala异常的工作机制和Java或C++一样，但没有"受检"异常，捕获异常采用模式匹配的语法，不需要使用捕获的异常对象，可以用_来替代变量名。try/catch和try/finally是互补的。

数组和映射

Scala中的Array是定长数组，ArrayBuffer是变长数组，对应于Java中的ArrayList，C++中的Vector，可以用相同的代码处理这两种数据结构，用 for （i<-区间 ）来遍历，

用for（...) yield 创建一个类型与原始集合相同的新集合，还可以通过if 在进行条件过滤。Scala中的内建函数sum，sorted，max，min，quicksork提供了常用算法。由于Scala数组是用java数组实现的，可以在java和scala之间传递，只需引入scala.collection.JavaConversions里的隐式转换方法。

scala中，映射是对偶的集合,可以看做将键映射到值的函数，区别在于函数一般用于计算，而映射只做查询。用=可以直接增加映射，也可用+=添加多个关系，用for((k,v)<-映射） 来遍历映射，使用scala.collection.JavaConversions.mapAsScalaMap将Java中的map转换为scala中的映射。

scala中，元组是不同类型的值的聚集，（）构成元组，用方法1,2...访问其组元，而通常使用模式匹配来获取元组的组元。使用元组的原因之一是把多个值绑在一起，以便它们能够被一起处理，通常用zip方法开完成，使用toMap方法将对偶的集合转换成映射。

类与对象

在scala中，类并不声明为public，源文件可以包含多个类，所有这些类都具有共有可见性。对每个字段都提供了getter和setter方法，分别叫做 字段名 和 字段名_,可重新自定义。

注意：

1）如果字段私有，则getter和setter也是私有的

2）如果字段val，则只有getter方法

3）如果不需任何getter和setter，可将字段声明为private[this]

将scala字段标注为@BeanProperty时，会产生Java属性的定义方法getxxx和setxxx。

scala中的类有一个主构造器primary constructor，可有任意多个辅助构造器 auxiliary constructor。辅助构造器与其他语言的区别在于： 1）名称为this 2）必须以一个先前已定义的其他辅助构造器或主构造器的调用开始。而主构造器的参数直接放置在类名之后，会执行类定义中的所有语句，无参主构造器仅仅执行类体中的所有语句而已。如果将主构造器定义为私有的，则必须通过辅助构造器来构造对象了。在内嵌类中，可以通过外部类.this来访问外部类的this 引用。

对象本质上拥有类的所有特质，只不能提供构造器参数。所有使用单例对象的地方，scala中都可以用对象来实现。

1）作为存放工具函数或常量的地方

2）高效共享单个不可变实例

3）需要用单个实例来协调某个服务时

对Java中既有实例方法又有静态方法的类，scala通过类及与类同名的伴生对象来实现。类和它的伴生对象可以相互访问私有特性，必须存在于同一源文件中。

每个scala程序都必须从一个对象的main方法开始，也可以扩展App特质。scala中没有枚举类型，但标准类库提供了一个Enumeration助手类，用于产生枚举。

包

Scala中的包与java包或c++命名空间的目的相同，但可以在同一文件中为多个包贡献内容。

尽量使用完整包名，避免使用scala,java,com,org等来命名嵌套的包。串联式包语句可以限定可见的包。

包可以包含类，对象和属性，但不能包含函数和变量的定义，在实现上，包对象被编译成带有静态方法和字段的JvM类。通过修饰符同样可以达到public，private或protected的效果。

在scala中， 任何地方都可以声明引入包，这一点和python很相似。通过选取器可以引入包中的指定成员，还可以对指定成员重命名或者隐藏java.lang,scala,predef 总是被默认引入的。

继承

scala扩展类的方式同样是使用extends关键字，重写一个非抽象方法必须使用override修饰符，用isInstanceOf方法判断某个对象是否属于某个特定的类，只有主构造器可以调用超类的构造器。

字段重写时的限制：

• def 只能重写另一个def
• 只能重写另一个val或不带参数的def
• var只能重写另一个抽象的var

构造顺序问题的根本原因——java允许在超类的构造方法中调用子类的方法。因为在子类中正确的扩展相等性判断非常困难，所以将equals方法定义成final。除非万不得已，不要使用wait，notify和synchronized。

和java的接口不同，scala特质可以给出这些特质的缺省实现。让特质拥有具体行为存在一个弊端，当特质改变时，所有混入了该特质的类必须要重新编译。scala不支持多继承，可以用with关键字来添加额外的特质。当做富接口使用的特质将具体方法和抽象方法结合在了一起，特质中的字段同样既可以是具体的，又可以是抽象的。

混入特质的对象在构造时的执行顺序：

1. 首先调用超类的构造器
2. 特质构造器在超类构造器之后，类构造器之前执行
3. 特质由左到右构造
4. 每个特质中，父特质先被构造，
5. 如果多个特质有一个父特质，若已被构造则不会再次构造
6. 所有特质构造完毕，子类被构造。

缺少构造器参数是特质与类之间唯一的技术差别。

文件访问

scala.io.source对象的getlines方法可以读取文件的所有行，可以把source对象当成迭代器读取文件中的每个字符，java.util.Scanner来处理同事包含文本和数字的文件。

从URL中读取时，需要事先知道编码格式，scala中没有提供读取二进制文件的方法，需要使用Java类库,同样没有内建的对写入文件的支持，可使用java.io.PrintWriter,访问目录也要用java的方法，例如java.nio.file.Files类中的walkFileTree。

scala集合类都是可序列化的。

scala.sys.process包提供了用于与shell程序交互的工具，包含了一个从字符串到processbuilder对象的隐式转换，！操作符就是执行这个processbuidler的对象。scala.util.matching.Regex 利用正则表达式对字符串进行分析。

操作符与解析器

变量、函数、类等的名称统称为标识符，反引号中可以包含几乎任何字符序列。
在scala中，除了

• 以冒号：结尾的操作符
• 赋值操作符
  所有操作符都是左结合的。

unapply方法接受一个对象，然后从中取值，通常是当初用来构造该对象的值。要取任意长度的值的序列，一般用unapplySeq命名方法。

Scala解析器库是scala语言总内嵌领域特定语言（DSL）的高级示例。为了使用Scala解析库，需提供一个扩展自Parsers特质的类并定义那些由基本操作组合起来的解析操作，包括：

1. 匹配一个词法单元
2. 在两个操作之间做选择（|）
3. 依次执行两个操作（~）
4. 重复一个操作（rep）
5. 可选择地执行一个操作（opt）

_{组合子返回的是}样例类的实例而不是对偶，这样更方便模式匹配。要生成解析树，需用^^操作符，给出产生树节点的函数，避免左递归和回溯。

StandardTokenParsers类提供了一个产出这些词法单元的解析器。

集合

Scala中所有集合都是iterable的，seq是有先后次序的序列（如数组和列表），Set是没有先后次序的序列，map是一种键值对偶。Scala优先采用不可变集合，::操作符从给定的头和尾创建一个新的列表。如果要把列表中的某个节点变成列表中的最后一个节点，不能将next引用设为nil，而应该设为LinkedList.empty.

已排序的集使用红黑树实现的，scala2.9没有可变的已排序集，要用到java.util.TreeSet

Scala 关于添加和移除的操作符：

1. 向后（：+）或向前（+：）追加元素到序列中
2. 添加（+）元素到无先后次序的集合中
3. 用-移除元素
4. 用++和--批量添加和移除元素
5. 对于列表，优先使用：：和：：：
6. 改值操作有+=，++=，-=和--=

对于集合，推荐++，&和--，尽量不用++：，+=：和++=： 操作方式。

初始值和操作符是两个分开定义的柯里化参数，这样scala就能用初始值类型来推断操作符的类型定义。任何while循环都可以用折叠来替代，对于那些完整构造需要很大开销的集合而言，迭代器作用大，而流将缓存访问过的行，允许你重新访问他们。

对于数组，缓存，哈希表，平衡树而言，基于par方法的并行实现很高效。

模式匹配

与switch语句不同，scala模式匹配没有break的问题。如果case中的判断不能匹配，则捕获所有的模式来尝试匹配。变量模式可能与常量表达式冲突，变量必须以小写字母开头。如果有一个小写字母开头的常量，则需要把它抱在反引号中。

在类型匹配的时候，必须给出一个变量名，否则会拿对象本身来进行匹配。由于匹配发生在运行时，Jvm中泛型的类型信息是被擦掉的，所有不能用类型来匹配特定的Map类型。正则表达式是适合使用提取器的场景。

样例类是一种特殊的类，经过优化以被用于模式匹配，其实例使用（），样例对象不使用圆括号。中置表示法可用于任何返回对偶的unapply方法。样例类的特点：

1. 模式匹配的代码更精简
2. 构造时不需new
3. 可以免费得到toString，equals,hashCode 和copy方法

让所有样例类都扩展某个密封的类或特质是个好做法。被包在花括号内的一组case语句是一个偏函数，偏函数表达式必须位于编译器可以推断返回类型的上下文中。

注解

注解可以在程序的各个条目中添加信息，是插入到代码中以便有工具可以对他们进行处理的标签。可以对是scala类使用java注解，也可以使用scala特有的注解。

在scala中，可为类，方法，字段，局部变量和参数添加注解。Java注解的参数类型只能是：

1. 数值型变量
2. 字符串
3. 类变量
4. java枚举
5. 其他注解
6. 上述类型的数组。

如果要实现一个新的Java注解，则需要用Java来编写该注解类。scala用@clonable和@remote来标记可被克隆的和远程的对象。@varargs注解可以从Java调用Scala的带有变长参数的方法。

Scala类库中的有些注解可以控制编译器的优化，@tailrec 用于消除递归，@switch 注解可以检查scala的match语句是否真的被编译成了跳转表，用@inline来建议编译器做内联，@editable给那些可以在生产代码中移除的方法打上标记，对被省略的方法的调用，编译器会替换成Unit对象，@uncheckVariance会取消与型变相关的错误提示。

xml处理

Scala提供了对xml(当然也就支持html了)的内建支持，可以用scala.xml.Elem的值表示一个XML元素。Node类是所有xml节点类型的父类，Elem类描述xml元素。要处理某个元素的属性键和值，可以用attributes属性，然后用（)来访问定键的值 ，使用循环或asAttrMap方法遍历所有属性。

内嵌的字符串会被转成Atom[String]节点，所以可在xml中包含scala代码，被内嵌的scala代码还可以继续包含XML片段，被引用的字符串当中的花括号不会被解析和求值。

NodeSeq提供了类似xpath中/,//的操作符，scala中用,\ 替代，可以在模式匹配中使用xml的关键字。由于scala中xml节点和节点序列是不可变的，若要修改一个节点，需创建拷贝，给出修改，在拷贝未修改的部分。RuleTransformer类的transform方法遍历给定节点的所有后代，应用所有规则，最后返回经过变换的树。

Scala中的ContructingParser是个解析器，用于加载xml，可以保留注释，CDATA和空白，用doc.dtd可以访问到DTD。
保存XML时，没有内容的元素不会被写成自结束的标签。Scala中每个元素都有一个scope属性，类型为NamespaceBinding,该类的Uri属性输出命名空间的URI。

高级函数和高级类型

在scala中，函数是头等公民，可以用变量存储函数，可以使用匿名函数，和带参数的函数。如果需要一个序列的值，一般从一个简单序列转化得出。函数可以在变量不再作用域内时被调用，这样的函数叫闭包。

柯里化是指将原来接受两个参数变成接受一个参数的函数的过程。不需要用return语句来返回函数值，函数的返回值就是函数体的值。

scala中，用方括号来定义类型参数，从调用该方法的实际参数来推断出类型。视图界定 T<%V要求必须存在一个从T到V的隐式转换，Manifest对象是构造器的隐式参数，可用于上下文界定，类型变化的方向和子类型方向是相反的。

函数在参数上是逆变的，在返回值上的协变的，对象是不能泛型化的。

在内部，编译器将所有嵌套的类型表达式a.b.c.T都翻译成类型投影a.b.c.type#T。对应复杂类型，可用type关键字创建一个简单的别名,type同样被用于那些在子类中被具体化的抽象类型。

结构类型指的是一组关于抽象方法，字段和类型的规格说明，可用安全而方便的反射调用。

在scala中，通过特质和自身类型达到一个简单的依赖注入效果。如果类型是在类实例化时给出，则使用泛型，如果类型是在子类中给出，则使用抽象类型。

List这样的泛型类型有时称为类型构造器。Container特质是scala集合类库中使用的构建器机制的的简化版。

Actor

actor提供了并发程序中与传统的基于锁的结构不同的另一种选择，通过尽可能避免锁和共享状态，actor更容易地设计出正确、没有死锁或争用状况的程序。Scala提供了actor的简单实现，akka（http：//akka.io）提供了高级actor类库。

每个actor都要扩展Actor类并重写Act方法，actor是处理异步消息的对象，消息可以是任何对象，通过！操作符发送消息，例如：

actorX ！“happy new year”  

一个好的方式是使用样例类作为消息，这样，actor可以使用模式匹配了。发送的消息存放在mailbox，receive方法从mailbox中取下一条消息并处理，如果在receive方法被调用时并没消息，则该调用会阻塞，直到有消息抵达。actor可以安全地修改它自己的数据。

向其他actor发送消息的方法：

1. 使用全局的actor
2. actor可以构造成带有指向一个或更多actor的引用
3. actor可接收带有指向另一个actor的引用的消息
4. actor可以返回消息给发送方
   actor可以发送一个消息并等待回复，用！？操作符即可，尽量避免同步消息。

actor的act方法在actor的start方法被调用时开始执行。接下来进入某个循环，终止条件如下：

1. act方法返回
2. act方法由于异常被终止
3. actor调用exit方法

通过link方法可以将不同的actor链接在一起。

actor的设计原则如下：

1. 避免使用共享状态
2. 不要调用actor的方法
3. 保持每个actor简单
4. 上下文数据包含在消息中
5. 最小化给发送方回复
6. 最少阻塞调用
7. 使用react
8. 建立失败区