大数据技术之_16_Scala学习_09_函数式编程-高级
大数据技术之_16_Scala学习_09
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- 第十三章 函数式编程-高级
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- 13.1 偏函数(partial function)
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- 13.1.1 提出一个需求，引出思考
- 13.1.2 解决方式-filter + map 返回新的集合
- 13.1.3 解决方式-模式匹配
- 13.1.4 偏函数的基本介绍
- 13.1.5 偏函数的快速入门
- 13.1.6 偏函数的小结
- 13.1.7 偏函数的简写形式
- 13.2 作为参数的函数
- 13.3 匿名函数
- 13.4 高阶函数(higher-order function)
- 13.5 参数(类型)推断
- 13.6 闭包(closure)
- 13.7 函数柯里化(curry)
- 13.8 控制抽象函数
第十三章 函数式编程-高级
13.1 偏函数(partial function)
13.1.1 提出一个需求，引出思考
给你一个集合 val list = List(1, 2, 3, 4, “abc”)，请完成如下要求:
1、将集合 list 中的所有数字 +1，并返回一个新的集合。
2、要求忽略掉 非数字 的元素，即返回的 新的集合 形式为 (2, 3, 4, 5)。
13.1.2 解决方式-filter + map 返回新的集合
13.1.3 解决方式-模式匹配
两种方式的示例代码如下：
示例代码如下：
package com.atguigu.chapter13
/**
* 给你一个集合 val list = List(1, 2, 3, 4, "abc")，请完成如下要求:
* 1、将集合 list 中的所有数字 +1，并返回一个新的集合。
* 2、要求忽略掉 非数字 的元素，即返回的 新的集合 形式为 (2, 3, 4, 5)。
*/
object PartialFunDemo01 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
// 思路1：filter + map 方式解决
// 虽然可以解决问题，但是麻烦。
val list = List(1, 2, 3, 4, "abc")
// 先过滤，再map
list.filter(f1)
println(list.filter(f1).map(f2).map(f3)) // List(2, 3, 4, 5)
// 思路2：模式匹配
// 小结：虽然使用模式匹配比较简单，但是不够完美。
val list2 = list.map(addOne2)
println(list2) // List(2, 3, 4, 5, ())
}
// 模式匹配
def addOne2(i: Any): Any = {
i match {
case x:Int => x + 1
case _ =>
}
}
// 将 List 转为 Any
def f1(n: Any): Boolean = {
n.isInstanceOf[Int]
}
// 将 Any 转为 Int [map]
def f2(n: Any): Int = {
n.asInstanceOf[Int]
}
def f3(n: Int): Int = {
n + 1
}
}
输出结果如下：
List(2, 3, 4, 5)
List(2, 3, 4, 5, ())
13.1.4 偏函数的基本介绍
13.1.5 偏函数的快速入门
示例代码如下：
package com.atguigu.chapter13
object PartialFunDemo02 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
// 使用偏函数解决
val list = List(1, 2, 3, 4, "hello")
// 定义一个偏函数
// 1. PartialFunction[Any, Int] 表示偏函数接收的参数类型是 Any，返回的类型是 Int
// 2. isDefinedAt(x: Any) 如果返回 true，就会去调用 apply 构建对象实例，如果是 false，就过滤
// 3. apply 构造器，对传入的值 + 1，并返回（新的集合）
val addOne3 = new PartialFunction[Any, Int] {
def isDefinedAt(any: Any) = if (any.isInstanceOf[Int]) true else false
def apply(any: Any) = any.asInstanceOf[Int] + 1 // 将 any 显示转换成 Int
}
// 使用偏函数
// 说明：如果是使用偏函数，则不能使用 map，应该使用 collect
// 说明偏函数的执行流程
// 1. 遍历 list 集合的所有元素
// 2. 然后调用 val element = if(partialFun-isDefinedAt(list单个元素)) {partialFun-apply(list单个元素)}
// 3. 每得到一个符合要求的元素 element，放入到新的集合，最后返回
val list3 = list.collect(addOne3)
println(list3) // List(2, 3, 4, 5)
}
}
输出结果如下：
List(2, 3, 4, 5)
13.1.6 偏函数的小结
13.1.7 偏函数的简写形式
示例代码如下：
package com.atguigu.chapter13
/**
* 偏函数简化形式
*/
object PartialFunDemo03 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
// 使用偏函数的简化形式解决
// 第一种简写形式：
def f2: PartialFunction[Any, Int] = {
case i: Int => i + 1 // case 语句可以自动转换为偏函数
case j: Double => (j * 2).toInt
}
val list2 = List(1, 2, 3, 4, 5.6, "hello").collect(f2)
println(list2) // List(2, 3, 4, 5, 11)
// 第二种简写形式：
val list3 = List(1, 2, 3, 4, "ABC").collect {
case i: Int => i + 1 }
println(list3) // List(2, 3, 4, 5)
}
}
输出结果如下：
List(2, 3, 4, 5, 11)
List(2, 3, 4, 5)
13.2 作为参数的函数
1、基本介绍
2、快速入门案例
示例代码如下：
package com.atguigu.chapter13
object FunParameterDemo01 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
def plus(x: Int) = 3 + x
val result1 = Array(1, 2, 3, 4).map(plus(_))
println(result1.mkString(",")) // (4,5,6,7)
// 1. 在 scala 中，函数也是有类型，比如 plus 就是 输出结果如下：
4,5,6,7
puls的函数类型是<function1>
3、应用案例小结
13.3 匿名函数
1、基本介绍
2、快速入门案例
示例代码如下：
package com.atguigu.chapter13
object AnonymouseFunctionDemo01 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
// 对匿名函数的说明
// 1. 不需要写 def 函数名
// 2. 不需要写返回类型，使用类型推导
// 3. = 变成 =>
// 4. 如果有多行，则使用 {} 包括
val triple = (x: Double) => 3 * x
println(triple) // 输出结果如下：
<function1>
9.0
3、练习题
请编写一个匿名函数，可以返回2个整数的和，并输出该匿名函数的类型。
示例代码如下：
val f1 = (n1: Int, n2: Int ) => {
println("匿名函数被调用")
n1 + n2
}
println("f1类型=" + f1) // f1类型=13.4 高阶函数(higher-order function)
1、基本介绍
能够接受函数作为参数的函数，叫做高阶函数 (higher-order function)。可使应用程序更加健壮。
2、高阶函数基本使用案例
扩展代码如下：
package com.atguigu.chapter13
object HigherOrderFunctionDemo01 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
// test 就是一个高阶函数，它可以接收 f: Double => Double 和 f1: Double => Int
def test(f: Double => Double, f1: Double => Int, n1: Double) = {
f(f1(n1))
}
// sum 是接收一个 Double，返回一个 Double
def sum(d: Double): Double = {
d + d
}
def mod(d: Double): Int = {
d.toInt % 2
}
val res = test(sum, mod, 5.0)
println("res=" + res) // 2.0
}
}
输出结果如下：
res=2.0
3、高阶函数可以返回函数类型
示例代码如下：
package com.atguigu.chapter13
object HigherOrderFunctionDemo02 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
// 说明
// 1. minusxy 是高阶函数，因为它返回匿名函数
// 2. 返回的匿名函数是 (y: Int) => x - y
// 3. 返回的匿名函数可以使用变量接收
def minusxy(x: Int) = {
(y: Int) => x - y // 匿名函数
}
// 分步执行
// f1 就是 (y: Int) => 3 - y
val f1 = minusxy(3)
println("f1的类型=" + f1)
println(f1(1)) // 2
println(f1(9)) // -6
// 也可以一步到位的调用（函数柯里化）
println(minusxy(4)(9)) // -5
}
}
输出结果如下：
f1的类型=<function1>
2
-6
-5
13.5 参数(类型)推断
1、基本介绍
2、应用案例
示例代码如下：
package com.atguigu.chapter13
object ParameterInferDemo01 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val list = List(1, 2, 3, 4)
println(list.map((x: Int) => x + 1)) // (2,3,4,5)
println(list.map((x) => x + 1)) // (2,3,4,5) 参数类型是可以推断时，可以省略参数类型。
println(list.map(x => x + 1)) // (2,3,4,5) 当传入的函数，只有单个参数时，可以省去括号。
println(list.map(_ + 1)) // (2,3,4,5) 如果变量只在=>右边只出现一次，可以用_来代替。
println(list.reduce(f1)) // 10
println(list.reduce((n1: Int, n2: Int) => n1 + n2)) // 10
println(list.reduce((n1, n2) => n1 + n2)) // 10
println(list.reduce(_ + _)) // 10
}
def f1(n1: Int, n2: Int): Int = {
n1 + n2
}
}
输出结果如下：
List(2, 3, 4, 5)
List(2, 3, 4, 5)
List(2, 3, 4, 5)
List(2, 3, 4, 5)
10
10
10
10
3、应用案例小结
13.6 闭包(closure)
1、基本介绍
2、应用案例小结
3、闭包的最佳实践
示例代码如下：
package com.atguigu.chapter13
/**
* 请编写一个程序，具体要求如下：
* 编写一个函数 makeSuffix(suffix: String) 可以接收一个文件后缀名(比如.jpg)，并返回一个闭包
* 调用闭包，可以传入一个文件名，如果该文件名没有指定的后缀(比如.jpg)，则返回 文件名.jpg，如果已经有.jpg后缀，则返回原文件名。
* 要求使用闭包的方式完成。
* String.endsWith(xx)
*/
object ClosureDemo01 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
// 使用并测试
val f = makeSuffix(".jpg")
println(f("dog.jpg")) // dog.jpg
println(f("cat")) // cat.jpg
}
// 自定义的函数
def makeSuffix(suffix: String) = {
// 返回一个匿名函数，该匿名函数会使用外部函数的suffix，那么该函数和suffix整体形成一个闭包。
(filename: String) => {
if (filename.endsWith(suffix)) {
filename
} else {
filename + suffix
}
}
}
}
输出结果如下：
dog.jpg
cat.jpg
4、闭包的好处
13.7 函数柯里化(curry)
1、基本介绍
2、函数柯里化快速入门案例
3、函数柯里化最佳实践
示例代码如下：
package com.atguigu.chapter13
/**
* 函数柯里化最佳实践
* 比较两个字符串在忽略大小写的情况下是否相等，注意，这里是两个任务：
* 全部转大写（或小写）
* 比较是否相等
* 针对这两个操作，我们用一个函数去处理的思想，其实也变成了两个函数处理的思想（柯里化）
*/
object CurryDemo02 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
// 方式1：简单的方式，使用一个函数完成
def eq(s1: String)(s2: String): Boolean = {
s1.toLowerCase == s2.toLowerCase
}
println(eq("hello")("HELLO"))
// 方式2：使用稍微高级的用法(隐式类)：形式为 str.方法()
def eq2(s1: String, s2: String): Boolean = {
s1.equals(s2)
}
// 隐式类：该隐式类扩展了String对象的功能
implicit class TestEq(s: String) {
// 体现了将比较字符串的事情，分解成两个任务完成：
// 任务1：checkEq 完转换大小写
// 任务2.：f函数完成比较任务
def checkEq(ss: String)(f: (String, String) => Boolean): Boolean = {
f(s.toLowerCase, ss.toLowerCase)
}
}
val str1 = "hello"
println(str1.checkEq("HeLLO")(eq2))
// 方式2的简化写法
str1.checkEq("HeLLO")((s1: String, s2: String) => {
s1.equals(s2) })
str1.checkEq("HeLLO")((s1: String, s2: String) => s1.equals(s2)) // 代码块只有一行代码时。可以省略{}
str1.checkEq("HeLLO")((s1, s2) => s1.equals(s2)) // 参数类型是可以推断时，可以省略参数类型。
str1.checkEq("HeLLO")(_.equals(_)) // 如果变量只在=>右边只出现一次，可以用_来代替。
}
}
输出结果如下：
true
true
13.8 控制抽象函数
1、看一个需求
2、控制抽象基本介绍
3、快速入门案例
示例代码如下：
package com.atguigu.chapter13
object AbstractControlDemo01 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
// myRunInThread 就是一个抽象控制函数，其参数是没有输入，也没有输出的函数 f1: () => Unit
def myRunInThread(f1: () => Unit) = {
new Thread {
override def run(): Unit = {
f1()
}
}.start()
}
myRunInThread {
() =>
println("干活咯！5秒完成...")
Thread.sleep(5000)
println("干完咯！")
}
// 简写形式
def myRunInThread2(f1: => Unit) = {
new Thread {
override def run(): Unit = {
f1
}
}.start()
}
// 对于没有输入，也没有返回值函数，可以简写成如下形式：
myRunInThread2 {
println("干活咯！5秒完成...~~~")
Thread.sleep(5000)
println("干完咯！~~~")
}
}
}
4、进阶用法：实现类似 while 的 mywhile 函数
示例代码如下：
package com.atguigu.chapter13
object AbstractControlDemo02 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
var x = 10
while (x > 0) {
x -= 1
println("x=" + x)
}
// 说明：实现类似 while 的 mywhile 函数
// 1 函数名为 mywhile，实现了类似 while 循环的效果
// 2. condition: => Boolean 是一个没有输入值，返回 Boolean 类型函数
// 3. block: => Unit 没有输入值，也没有返回值的函数
def mywhile(condition: => Boolean)(block: => Unit): Unit = {
// 类似 while 循环，递归
if (condition) {
block // x=9 x=8 x=7 ...
mywhile(condition)(block)
}
}
x = 10
mywhile(x > 0) {
x -= 1
println("x=" + x)
}
}
}
输出结果如下：
x=9
x=8
x=7
x=6
x=5
x=4
x=3
x=2
x=1
x=0
-----
x=9
x=8
x=7
x=6
x=5
x=4
x=3
x=2
x=1
x=0
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