Scala编程语言
1.生态：
(1)scala编程语言
(2)Spark Core ： Spark内核 ，最重要的一个部分。
(3)Spark SQL : 类似于 hive 和 pig。数据分析引擎。sql语句提交到spark集群中运行。
(4)Spark Streaming ：类似于 storm，用于流式计算、实时计算。本质：一个离线计算。
Scala基础
一.Scala简介
1.scala是一个多范式的编程语言（支持多种方式的编程）
(1)使用面向对象编程：封装、继承、多态
(2)使用函数式编程：最大的特定
- 优点：代码非常简洁
- 缺点：可读性太差，尤其是隐式类、隐式函数、隐式参数
2.安装和配置scala
(1)基于JDK，先安装JDK
(2)scala：2.11.8（spark 2.1.0）
- 配置环境变量：SCALA_HOME
- %SCALA_HOME%\bin 配置到path中
下载地址：https://www.scala-lang.org
文档地址：https://www.scala-lang.org/api/2.11.8/#scala.math.package
(3)开发环境
- REPL命令行
- IDEA ： 需要安装scala插件。
二.Scala中的数据类型和变量常量
1.注意一点：scala中所有的数据，都是对象。
- 举例：1 java int 。在scala中，1 就是一个对象。
2.Scala常用数据类型：
| Byte | 8位有符号数字 |
|---|---|
| Short | 16位有符号数字 |
| Int | ... |
| Long | |
| Float | |
| Double | |
| String | |
| Char |
(1)数值类型：Byte,Short,Int,Long,Float,Double
val a:Byte=10
a+10
res9:Int=20 //这里的res9是新生成变量的名字
val b:Short=20
a+b
注意：在Scala中，定义变量可以不指定类型，因为Scala会进行类型的自动推导
(2)字符类型和字符串类型：Char和String
对于字符串：在scala中可以进行插值操作：
scala>val s1="Hello World"
s1:String=Hello World
scala>"My Name is ${s1}"
res7:String=My Name is ${s1}
scala>s"My Name is ${s1}"
res8:String=My Name is Hello World
注意：前面有个s，相当于执行：“My Name is”+ s1
(3)Uint类型：相当于Java中的void类型
scala>val f = ()
f:Unit=()
scala>val f = {}
f:Uint=()
(4)Nothing类型：一般表示在执行过程中，产生了Exception
scala>def myfunction = throw new Exception("Some Error")
myfunction:Nothing
3.Scala变量的声明和使用
(1)使用val和var声明变量
scala>val answer=8*3+2
可在后续表达式中使用这些名称
(2)val:定义的值实际是一个常量，要声明其值可变的变量：var
注意：可以不用显示指定变量的类型，Scala会进行自动的类型推导
4.Scala的函数和方法的使用
(1)可以使用Scala的预定义函数
//例如求两个值的最大值
scala>import scala.math_ //需要导入相应的类
import scala.math_
scala>max(1,2)
res12:int=2
scala>var result:Int=max(1,2) //也可以定义变量保存返回的值
result:Int=2
(2)也可以使用def关键字自定义函数
语法：
def 函数名称(参数列表：参数类型)：返回值类型={
//函数体
}
示例：
//求两个数字的和
scala>def sum(x:Int,y:Int)"Int=x+y
scala>sum(1,2)
scala>var d=sum(1,2)
//求某个数字的阶乘
scala>def myFactor(x:Int)Int={
if(x<=1)
1
else
x*myFactor(x-1)
}
scala>myFactor(5)
5.Scala的条件表达式：
(1)Scala的if/else语法结构和Java或C++一样。不过，在Scala中，if/else是表达式，有值，这个值就是跟在if或else之后的表达式的值。
6.Scala 的循环
(1)Scala拥有与Java和C++相同的while和do循环
(2)Scala中，可以使用for和foreach进行迭代
(3)使用for循环案例
var list = List("Mary","Tom","Mike")
println("*******for第一种写法********")
for(s<-list) println(s)
println("*******for第二种写法********")
for{
s<-list
if(s.length >3)
}println(s)
println("*******for第三种写法********")
for{s<-list if s.length<=3)println(s)
注意：
- <- 表示Scala中的generator，即：提取符
- 第三种写法是第二种写法的简写
(4)在for循环中，还可以使用yield关键字来产生一个新的集合
var list = List("Mary","Tom","Mike")
println("*******for第四种写法********")
var newList=for{
s<-list
s1=s.toUpperCase
}yield(s1)
在上面的案例中，我们将list集合中的每个元素转换成了大写，并且使用yield关键字生成了一个新的集合。
(5)使用while循环：注意使用小括号，不是中括号
println("*******while*******")
var i=0
while(i(6)使用do ... while循环
println("*******while*******")
do{
println(listO(i))
i+=1
}while(i(7)使用foreach进行迭代
scala> val list =List("Mary","Tom","Mike")
list:List[String]=List(Marry,Tom,Mike)
scala>list.foreach(println)
Marry
Tom
Mike
注意：在上面的例子中，foreach接收了另一个函数（println）作为值
7.Scala函数的参数
(1)Scala中，有两种函数参数的求值策略
- Call By Value：对函数实参求值，且仅求一次
- Call By Name：函数实参每次在函数体内被用到时都会求值
//scala中函数参数的求值策略
//call by value
scala>def test1(x:Int,y:Int):Int=x+y
scala>test1(3+4,8)
//call by name
scala>def test2(x:=>Int,y:=>Int):Int = x+y
scala>test2(3+4,8)
分析上面的过程：
更复杂的例子：
(2)scala中的函数参数
- 默认参数
- 代名参数
- 可变参数
8.Scala的lazy值
- 当val被申明为lazy时，它的初始化将被推迟，直到我们首次对它取值
一个更复杂的例子
9.异常的处理：
- Scala异常的工作机制和Java或者C++一样。直接使用throw关键字抛出异常
10.Scala中的数组
(1)scala数组的类型
- 定长数组，使用关键字Array
- 变长数组，使用关键字ArrayBuffer
定长数组
变长数组
(2)遍历数组
(3)Scala数组的常用操作：
(4)Scala的多维数组
- 和Java一样，多维数组是通过数组的数组来实现的。
- 也可以创建不规则的数组，每一行的长度各不相同。
11.映射
(1)映射就是Map集合，由一个(key,value)组成。
- -> 操作符用来创建
//例如：
val scores = Map(“Alice” -> 10,”Bob” -> 3,”Cindy” -> 8)
(2)映射的类型分为：不可变Map和可变Map
(3)映射的操作
- 获取映射中的值
- 更新映射中的值（必须是可变Map）
- 迭代映射
12.元组(Tuple)
(1)元组是不同类型的值的聚集。
//例如：
val t = (1, 3.14, "Fred") // 类型为Tuple3[Int, Double, java.lang.String],这里：Tuple是类型，3是表示元组中有三个元素。
(2)元组的访问和遍历：
注意：要遍历Tuple中的元素，需要首先生成对应的迭代器。不能直接使用for或者foreach。
二.scala语言的面向对象
1.面向对象的基本概念
把数据及对数据的操作方法放在一起，作为一个相互依存的整体——对象
面向对象的三大特征：
- 封装
- 继承
- 多态
2.类的定义
(1)简单类和无参方法：
案例：注意没有class前面没有public关键字修饰。
(2)如果要开发main方法，需要将main方法定义在该类的伴生对象中，即：object对象中
3.属性的getter和setter方法
(1)当定义属性是private时候，scala会自动为其生成对应的get和set方法
private var stuName:String = "Tom"
- get方法: stuName ----> s2.stuName() 由于stuName是方法的名字，所以可以加上一个括号
- set方法: stuName_= ----> stuName_= 是方法的名字
(2)定义属性：private var money:Int = 1000 希望money只有get方法，没有set方法？？
- 办法：将其定义为常量private val money:Int = 1000
(3)private[this]的用法：该属性只属于该对象私有，就不会生成对应的set和get方法。如果这样，就不能直接调用，例如：s1.stuName ---> 错误
4.内部类(嵌套类)
(1)我们可以在一个类的内部在定义一个类，如下：我们在Student类中，再定义了一个Course类用于保存学生选修的课程。
(2)开发一个测试程序进行测试
5.类的构造器
类的构造器分为：主构造器、辅助构造器
(1)主构造器：和类的声明结合在一起，只能有一个主构造器
Student4(val stuName:String,val stuAge:Int)
- 定义类的主构造器：两个参数
- 声明了两个属性：stuName和stuAge 和对应的get和set方法
(2)辅助构造器：可以有多个辅助构造器，通过关键字this来实现
6.Scala中的Object对象
(1)Scala没有静态的修饰符，但Object对象下的成员都是静态的 ，若有同名的class，这其作为它的伴生类。在Object中一般可以为伴生类做一些初始化等操作。
下面是Java中的静态块的例子。在这个例子中，我们对JDBC进行了初始化。
而Scala中的Object就相当于Java中静态块。
(2)Object对象的应用
- 单例对象
- 使用应用程序对象，可以省略main方法；需要从父类App继承
7.Scala中的apply方法
(1)遇到如下形式的表达式时，apply方法就会被调用：
Object(参数1,参数2,......,参数N)
通常，这样一个apply方法返回的是伴生类的对象；其作用是为了省略new关键字
(2)Object的apply方法举例：
8.Scala中的继承
Scala和Java一样，使用extends关键字扩展类。
(1) 案例一：Employee类继承Person类
(2)案例二：在子类中重写父类的方法
(3)案例三：使用匿名子类
(4)案例四：使用抽象类。抽象类中包含抽象方法，抽象类只能用来继承。
(5)案例五：使用抽象字段。抽象字段就是一个没有初始值的字段
9.Scala中的tarit(特质)
- trait就是抽象类。trait跟抽象类最大的区别：trait支持多重继承
10.包的使用
(1)scala包和java中的包或者c++中的命名空间的目的是相同的，管理大型程序中的名称。
(2)Scala中包的定义和使用：
- 包的定义
- 包的引入：Scala中依然使用import作为引用包的关键字，例如
- 而且Scala中的import可以写在任意地方
11.包对象
(1)包可以包含类、对象和特质，但不能包含函数或者变量的定义。很不幸，这是Java虚拟机的局限。
(2)把工具函数或者常量添加到包而不是某个Utils对象，这是更加合理的做法。Scala中，包对象的出现正是为了解决这个局限。
(3)Scala中的包对象：常量，变量，方法，类，对象，trait（特质）
12.Scala中的文件访问
(1)读取行
(2)读取字符
- 其实这里的source就指向了这个文件中的每个字符
(3)从URL或者其他源读取，注意指定字符集UTF-8
(4)读取二进制文件：Scala中并不支持直接读取二进制，但可以通过调用Java的InputStream来进行读入。
(5)写入文本文件
三.scala语言的函数式编程
1.Scala中的函数
在Scala中，函数是“头等公民”，就和数字一样。可以在变量中存放函数，即：将函数作为变量的值（值函数）
2.匿名函数
3.带函数参数的函数，即：高阶函数
(1)示例1:
- 首先，定义一个最普通的函数
- 再定义一个高阶函数
-
分析这个高阶函数调用的过程
image.png
(2)示例2:
- 在这个例子中，首先定义了一个普通的函数mytest，然后定义了一个高阶函数myFunction；myFunction接收三个参数：第一个f是一个函数参数，第二个是x，第三个是y。而f是一个函数参数，本身接收两个Int的参数，返回一个Int的值。
4.闭包
(1)就是函数的嵌套，即：在一个函数定义中，包含另外一个函数的定义；并且在内函数中可以访问外函数中的变量。
(2)测试上面的函数：
5.柯里化：Currying
(1)柯里化函数(Curried Function)是把具有多个参数的函数转换为一条函数链，每个节点上是单一参数。
(2)一个简单的例子
6.高阶函数示例
(1)一些有用的高阶函数
(2)示例1:
(3)示例2
(4)示例3
(5)示例4
(6)示例5
- 在这个例子中，可以被2整除的被分到一个分区；不能被2整除的被分到另一个分区。
(7)示例6
(8)示例7
(9)示例8
在这个例子中，分为两步：
- 将(1,2,3)和(4,5,6)这两个集合合并成一个集合
- 然后再对每个元素乘以2
四.Scala中的集合
1.可变集合和不可变集合
(1)可变集合
(2)不可变集合：
- 集合从不改变，因此可以安全地共享其引用。
- 甚至是在一个多线程的应用程序当中也没问题。
(3)集合的操作：
2.列表
(1)不可变列表（List）
- 不可变列表的相关操作：
(2)可变列表（LinkedList）：scala.collection.mutable
3.序列
常用的序列有：Vector和Range
(1)Vector是ArrayBuffer的不可变版本，是一个带下标的序列
(2)Range表示一个整数序列
4.集（Set）和集的操作
(1)集Set是不重复元素的集合
(2)和列表不同，集并不保留元素插入的顺序。默认以Hash集实现
(3)示例1：创建集
(4)示例2：集的操作
5、模式匹配
(1)Scala有一个强大的模式匹配机制，可以应用在很多场合：
- switch语句
- 类型检查
(2)Scala还提供了样本类（case class），对模式匹配进行了优化
(3)模式匹配示例：
- 更好的switch
- Scala的守卫
- 模式匹配中的变量
- 类型模式
- 匹配数组和列表
数组：
列表：
6.样本类：
(1)简单的来说，Scala的case class就是在普通的类定义前加case这个关键字，然后你可以对这些类来模式匹配。
case class带来的最大的好处是它们支持模式识别。
(2)首先，回顾一下前面的模式匹配：
(3)其次，如果我们想判断一个对象是否是某个类的对象，跟Java一样可以使用isInstanceOf
(4)下面这个好像有点问题
(5)最后，在Scala中有一种更简单的方式来判断，就是case class
注意：需要在class前面使用case关键字。
五.Scala语言的高级特性
1.什么是泛型类
- 和Java或者C++一样，类和特质可以带类型参数。在Scala中，使用方括号来定义类型参数
测试程序：
2.什么是泛型函数
- 函数和方法也可以带类型参数。和泛型类一样，我们需要把类型参数放在方法名之后。
- 注意：这里的ClassTag是必须的，表示运行时的一些信息，比如类型。
3.Upper Bounds 与 Lower Bounds
(1)类型的上界和下界，是用来定义类型变量的范围。它们的含义如下：
- S <: T
这是类型上界的定义。也就是S必须是类型T的子类（或本身，自己也可以认为是自己的子类。 - U >: T
这是类型下界的定义。也就是U必须是类型T的父类(或本身，自己也可以认为是自己的父类)。
(2)一个简单的例子：
(3)一个复杂一点的例子（上界）：
(4)再来看一个例子：
4.视图界定（View bounds）
(1)它比 <: 适用的范围更广，除了所有的子类型，还允许隐式转换过去的类型。用 <% 表示。尽量使用视图界定，来取代泛型的上界，因为适用的范围更加广泛。
示例：
- 上面写过的一个列子。这里由于T的上界是String，当我们传递100和200的时候，就会出现类型不匹配。
- 但是100和200是可以转成字符串的，所以我们可以使用视图界定让addTwoString方法接收更广泛的数据类型，即：字符串及其子类、可以转换成字符串的类型。
注意：使用的是 <%
- 但实际运行的时候，会出现错误：
这是因为：Scala并没有定义如何将Int转换成String的规则，所以要使用视图界定，我们就必须创建转换的规则。
- 创建转换规则
- 运行成功
5.协变和逆变
(1)协变：
- Scala的类或特征的范型定义中，如果在类型参数前面加入+符号，就可以使类或特征变为协变了。
(2)逆变：
- 在类或特征的定义中，在类型参数之前加上一个-符号，就可定义逆变范型类和特征了。
总结一下：
- Scala的协变：泛型变量的值可以是本身类型或者其子类的类型
- Scala的逆变：泛型变量的值可以是本身类型或者其父类的类型
6、隐式转换函数
(1)所谓隐式转换函数指的是以implicit关键字申明的带有单个参数的函数。
- 前面讲视图界定时候的一个例子：
- 再举一个例子：我们把Fruit对象转换成了Monkey对象
7、隐式参数
- 使用implicit申明的函数参数叫做隐式参数。我们也可以使用隐式参数实现隐式的转换
8、隐式类
- 所谓隐式类： 就是对类增加implicit 限定的类，其作用主要是对类的功能加强！
