《Scala 程序设计》学习笔记 Chapter 2：更简洁 更强大

分号

• 在 scala REPL 中，使用 :paste 模式输入多行代码，然后用 Ctrl-D 结束。[P29]

变量声明

• val 和 var 关键字只标识引用本身是否可以指向另一个不同的对象，它们并未表明其所引用的对象是否可变。[P30]
• 为了减少可变性引起的 bug ，应当*尽可能地使用不可变变量。[p30]

Range [P31]

1. 1 to 10 : 1, 2, .., 10
2. 1 until 10 : 1, 2, 3, ..., 9
3. 1 to 10 by 3 : 1, 4, 7, 10
4. 1 to 10 by -3 : 10, 7, 4, 1
5. 1L to 10L by 3L
6. 1f to 10.3f by 0.3f
7. 'a' to 'g' by 3

偏函数

• ”偏“：偏函数不处理所有可能的输入，只处理能与至少一个 case 语句匹配的输入。[P32]

• 在偏函数中只能用 case 语句，而整个函数必须用花括号包围。[P32]

• 如果偏函数被调用，而函数的输入却与所有语句都不匹配，系统会抛出一个 MatchError 运行时错误。[P32]

• 使用 isDefinedAt 方法测试特定输入是否与偏函数匹配：f.isDefinedAt(x) 返回 true / false 。[P32]

• 可以使用 orElse 语法连接偏函数：[P32]

  val pf1 = PartialFunction[Any, String] = {case s:String => "YES"}
  val pf2 = PartialFunction[Any, String] = {case d:Double => "YES"}
  val pf = pf1 orElse pf2
  

方法声明

• copy 方法也是 case 类自动创建的。它允许你在创建 case 类的新实例时，只给出与原始对象不同部分的参数。[P33]

方法具有多个参数列表

• Scala 允许我们把参数列表两边的圆括号替换为花括号。[P34]

  def draw(offset: Point = Point(0.0, 0.0))(f: String => Unit): Unit = f(s"draw(offset = $offset), ${this.toString}")
  

  s.draw(Point(1.0, 2.0))(str => println(s"ShapesDrawingActor: $str"))
  // 等价于
  s.draw(Point(1.0, 2.0)){
      str => println(s"ShapesDrawingActor: $str"))
  }
  

• 使用具有多个参数列表的方法有助于 Scala 进行参数推断。[�P35]

• 使用具有多个参数列表的方法中，可以使用最后一个参数列表推断隐含参数。�[P35]

• 隐含参数是用 implicit 关键字声明的参数，当相应方法被调用时，我们可以显式指定这个参数，或者不指定，让编译器在当前作用域找到一个合适的值作为参数。[P35]

• 隐含参数可以代替参数默认值，而且更加灵活。[P35]

Future 简介

• scala.concurrent.Future� 是 Scala 提供的一个并发工具，其 API 使用隐含参数减少代码冗余。[P35]

• Future 与隐含参数[P36]

  apply[T](body: => T)(implicit executor: ExecutionContext): Future[T]
  

  import scala.concurrent.ExecutionContext.Implicits.global
      val future = {
          ...
      }
  

• 只有用 implicit 关键字声明，在当前作用域可见的对象才能用作隐含值；只有被声明为 implicit 的函数参数才允许调用时不给出实参，而采用隐含的值。��[P37]

嵌套方法的定义与递归

• 内部变量会屏蔽外部相同名称的变量。[P38]

• Scala 采用局部作用域类型推断，所以必须为递归方法显式声明返回值类型。[P39]

• 尾递归：调用递归函数是该函数的最后一个表达式，该表达式的返回值就是所调用的递归函数的返回值。[P39]

• 尾递归检查 @tailrec [P39]

  import scala.annotation.tailrec
  
  def factorial(i: Int): Long = {
      @tailrec
      def fact(i: Int): Long = {
          if (i <= 1) accumulator
          else fact(i - 1, i * accumulator)
      }
      fact(i, 1)
  }
  

  • 如果函数不是尾递归，编译器会报错。

• 外层方法中的一切在嵌套方法中都是可见的，包括传递给外层方法的参数。

推断类型信息

• 什么时候需要显式类型注解：[P41]

  • 声明了可变的 var 变量或不可变的 val 变量，没有进行初始化。
  • 所有的方法参数（如 def deposit(amount: Money) = {...} ）。
  • 方法的返回值类型，在以下情况中必须显式声明其类型。
    • 在方法中明显地使用了 return （即使在方法末尾也是如此）。
    • 递归方法。
    • 两个或多个方法重载（拥有相同的函数名），其中一个方法调用了另一个重载方法，调用者需要显式类型注解。
    • Scala 推断出的类型比你期望的类型更为宽泛，如 Any 。（少见）

• Scala 支持可变方法，但是：[P42]

  • 方法可以用有其他参数，但必须位于可变参数之前；
  • 方法只能有一个可变参数。

• 加入返回类型注解可以在编译阶段发现推断类型错误，也有助于提升代码可读性。[P43]

• Scala 将方法体前的声明和等号当做函数定义，而在函数式编程中，函数总要有返回值。当 Scala 发现函数体之前没有等号时，就认定程序员希望该方法是一个 procedure ，意味着它只返回 Unit 。[P44]

• Unit 类型拥有一个名为 () 的值。[P44]

保留字 [P44 - 45]

• forSome ：用在已经存在的类型声明中，限制其能够使用的具体类型。

• implicit ：使得方法或变量值可以被�������用于隐含转换；将方法参数标记为可选的，只要在调用该方法时，作用域内有类型匹配的候选对象，就会使用该对象作为参数。

• lazy ：推迟 val 变量的赋值。

• requires ：[已停用]

• sealed：用于父类型，要求所有派生的子类必须在同一个源文件中声明。

• trait：这是一个混入模块，对类的实例添加额外的状态和行为；也可以用于声明而不实现方法，类似 Java 的 interface 。

• type：声明类型。

• yield：在 for 循环中返回元素，这些元素会构成一个序列。

• 还有一些字符，具体看文档。

• Scala 没有 break 和 continue 。

• 在 Scala 中引用保留的 Java 方法时，要为其加上 `` 。

  java.util.Scanner.`match`
  

字面量

整数字面量

• 整数字面量如果超过规定的范围，会引发一个编译错误。[P46]

字符字面量

• 不可打印的 Unicode 字符（如：\u0009 水平制表符）在 Scala 中是不允许的。[P48]

字符串字面量

• 字符串字面量是被双引号或者三重引号包围的字符串序列，如 """...""" 。[P48]
• 用三重双引号包含的字符串字面量被称为多行字符串字面量，这些字符串可以跨越多行， 换行符是字符串的一部分。可以包含任意字符，但不能出现三个连续的双引号。三重双引号包含的字符串不转义。[P49]
• 在多行字符串中，可以使用 String.stripMargin 移除每行字符串开头的空格和第一个遇到的垂直分割符 | 。 [P49]
  • 如果希望用别的字符替代 | ，可以使用 stripMargin 的重载版本，该函数可以指定一个 Char 参数替代 | 。如果想要移除整个字符串（而不是字符串的各个行）的前缀和后缀，有相应的 stripPrefix 和 stripSuffix 方法可以完成。

符号字面量

• Scala 支持符号。符号是一些规定的字符串。两个同名符号会指向内存中的同一对象。[P50]
• 符号是单引号（ ' ）后边跟上一个或多个数字、字幕或下划线，但第一个字符不能是数字。[P50]
• 符号字面量 'id 是表达式 scala.Symbol("id") 的简写形式，如果要创建一个包含空格的符号，可以使用 Symbol.apply ，比如 Symbol(" programming Scala") 。[P50]

函数字面量

• (i: Int, s: String) => s + i 是一个类型为 Function2[Int, String, String] 的函数字面量。以下声明等价：[P50]

  val f1: (Int, String) => String = (i, s) => s + i
  val f2: Function2[Int, String, String] = (i, s) => s + i
  

元组字面量

• Scala 库中包含 TupleN 类，用于组建 N 元素组，它以小括号加上逗号分隔的元素序列的形式来创建元素组。TupleN 表示的多个类各自独立，N 的取值从 1 到 22 ，包括 22 。[P50]

• 用字面量语法声明 Tuple 类型的变量：[P50]

  val t1: (Int, String) = (1, "two")
  val t2: Tuple2[Int, String] = (1, "two")
  

• 使用元组：[P51]

  val t = ("Hello", 1, 2.3)
  println("Print the whole tuple: " + t)
  println("Print the first item: " + t._1)
  println("Print the second item: " + t._2)
  println("Print the third item: " + t._3)
  

• 表达式 t._n 提取元组 t 中的第 n 个元素。元组从 1 开始计数。[P51]

• 一个量元素的元组，有时被简称为 pair ，有很多定义 pair 的方法，除了在圆括号中列出元素值以外，还可以”箭头操作符“放在两个值之间，也可以用相应类的工厂方法：[P51]

  (1, "one")
  1 -> "one
  Tuple2(1, "one")
  

  箭头操作符只适用于两元素的元组。

Option 、 Some 和 None ：避免使用 null

• 抽象类 Option 具有两个两个具体的子类 Some 和 None 。Some 用于表示有值，None 用于表示没有值。[P52]

• 举个例子：[P52]

  val stateCapitals = Map(
      "Alabama" -> "Montgomery",
      "Alaska" -> "Juneau"
  )
  stateCapitals.get("Alabama") // Some(Montgomery)
  stateCapitals.get("Alabama").get // "Montgomery"
  stateCapitals.get("Unknown") // None
  stateCapitals.get("Unknown").getOrElse("Oops") // "Oops"
  

  Map.get 方法返回 Option[T]，本例子中 T 为 String 。

封闭类的继承

• 关键字 sealed 用于实现封闭类的继承。[P53]

  sealed abstract class Option[+A] ... { ... }
  

  关键字 sealed 告诉编译器，所有的子类必须在同一个源文件中声明。

• 如果为了防止用户派生任何子类，也可以用 final 。

用文件和命名空间组织代码

• Scala 支持嵌套 package 语法：[P54 - 55]

  package org {
      ...
      package scala {
          ...
          package demo {
          ...
          }
      }
  }
  package com {
      package example {
          ...
      }
  }
  package com1.example2 {
      ...
  }
  

• 使用连续包声明时，必须使用单独的 package 语句：[P55]

  package com.example // 导入 example 中所有包级别的声明
  package mypkg // 导入 mypkg 中所有包级别的声明
  class MyPkgClass {
      ...
  }
  

• Scala 不允许在脚本中定义包，脚本被隐含包装在一个对象中。在对象中声明包是不允许的。[P55]

导入类型及其成员

• 在 Scala 中，使用 _ 作为通配符。[P56]

• Scala 的 import 语句几乎可以放在任何位置上，所以你可以将其可见性限制在需要的作用域中。[P56]

• 可以在导入时对类型做重命名以解决冲突问题：[P56]

  import java.math.BigInteger.{
      ONE => _, // 重命名为下划线，使该常量不可见。
      TEN,
      ZERO => JAVAZERO }
  

导入是相对的

import collection.immutable._ // 由于 scala 已经默认导入，所以不需要给出全路径
import _root_.scala.collection.parallel._ // 从 ”根“ 开始的全路径

使用第二种导入方法时，要保证库的所在路径被包含在了 CLASSPATH 中。[P57]

包对象

• Scala 支持包对象一种特殊类型的、作用域为包层次的对象。它像普通的对象一样声明，但与普通对象有着一些不同点：[P57]

  • 文件名必须是 package.scala 。 - 1
  • 标记上层包的作用域。 - 2
  • 使用 package 关键字给包名之后的对象命名。 - 3
  • 适合暴露给客户端的成员。 - 4

  // src/com/example/json/package.scala // 1
  package com.example // 2
  package object json { // 3
      class JSONObject { ... } // 4
      def fromString(string: String): JSONObject = { ... }
  }
  // 客户端可以使用 import com.example.json._ 导入所有定义，或用通常方法单独导入元素。
  

抽象类型与参数化类型

1. Scala 的参数化类型与 Java 的泛型很像。举一个参数化类型的例子：[P58]

   • 在 Scaladoc 中，List 的声明为 sealed abstract class List[+A]。
   • A 之前的 + 表示：如果 B 是 A 的子类型，则 List[B] 也是 List[A] 的子类型，这被称为协类型。
   • 如果类型参数前有 - ，则表示另一种关系：如果 B 是 A 的子类型，且 Foo[A] 被声明为 Foo[-A] ，则 Foo[B] 是 Foo[A] 的父类型（称为逆类型）。

2. Scala 还支持一种被称为”抽象类型“ 的抽象机制，可以用在许多参数化类型中。[P58]

3. 参数化类型和抽象类型都被声明为其他类型的成员，就像是该类型的方法与属性一样。[P58 - 59]

   // 类型成员（ type ）
   abstract class BulkReader {
       type In
       val source: In
       def read: String // 不同的 In ，read 的方式不同。
   }
   class StringBulkReader extends BulkReader {
       type In = String
   }
   

   // 参数化类型
   abstract class BulkReader[In] {
       val source: In
       ...
   }
   class StringBulkReader extends BulkReader[String] = { ... }
   

4. 类型成员比参数化类型的优势：[P59]

   • 当类型参数与参数化类型无关时，参数化类型更适用。
     • 举个例子：List[A] ，A 可能是 Int 、String 等。
   • 当类型成员与所封装的类型同步变化时，类型成员更适用。有时这种特点被称为家族多态，或者协特化。