一文学会Scala【Scala一站式学习笔记】

为什么要学习Scala语言

最直接的一点就是因为我们后面要学的Spark框架需要用到Scala这门语言。但是Spark其实是同时支持Scala语言和Java语言的，为什么非要学Scala呢，使用java它难道不香吗？
这就要说第二点了：看下面的代码，使用Spark统计文件内单词出现的次数这个需求，使用java代码和scala代码的区别是有多么的明显，在代码量上来说，scala是完胜java的，所以在实际工作中开发spark代码，我们都是需要使用scala的，使用java实现函数式编程太别扭了，代码量太大，这个就是我们学习scala的最直接的原因。

什么是Scala

Scala是一门多范式的编程语言，它是一种类似Java的编程语言，它设计的初衷是为了实现可伸缩的语言、并集成面向对象编程和函数式编程的各种特性。Scala基于Java虚拟机，也就是基于JVM的一门编程语言。所有Scala代码，都需要编译为字节码，然后交由Java虚拟机来运行。
Scala和Java可以无缝相互操作，Scala可以任意调用Java代码，这个特性是非常好的

如何快速掌握Scala语言

scala语言本身是很反人类的，特别是你熟悉了例如java之类的编程语言之后再来学scala，会感觉到既爱又恨
那我们如何快速掌握Scala语言的使用呢？
首先大家在学习的过程中需要对比分析Java和Scala在使用上的区别，这样可以加深我们的理解。然后没事的时候可以尝试着用Scala代码改写你之前的Java代码。

最后的最后，交给大家一个绝招，一个终极方案，那就是多练！多练！多练。因为针对编程语言，其实就是需要掌握它的一些基本语法，大家都是有其它语言编程基础的，在这学习Scala语言，其实主要就是掌握这门语言和其它语言的一些不同之处，只要把这些东西捋顺了，那上手也是很容易的。

Scala环境安装配置

注意：由于Scala是基于Java虚拟机的，所以使用 Scala 之前必须先安装 Java，Java我们已经安装过了。那在这里我们先到官网下载Scala安装包
Scala现在有三个主要在使用的版本， 2.11，2.12，2.13。目前的话2.12使用的比较多，所以我们就使用这个版本

下载好了之后就需要安装了
安装很简单，直接解压就可以了，在这里我们把scala的安装包解压到了D盘下面的scala目录下

D:\scala\scala-2.12.11 

接下来就该配置SCALA_HOME和PATH环境变量了，和Java的操作是一样的

SCALA_HOME=D:\scala\scala-2.12.11
PATH=...%SCALA_HOME%\bin...

进入cmd命令行，验证一下，输入scala命令，可以看到下面界面就说明安装配置成功了。

C:\Users\yehua>scala
Welcome to Scala version 2.10.6 (Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM, Java 1.8.
Type in expressions to have them evaluated.
Type :help for more information.
scala>

Scala命令行

Scala命令行也称为Scala解释器(REPL)，它会快速编译Scala代码为字节码，然后交给JVM来执行
这里的REPL表示：Read（取值）-> Evaluation（求值）-> Print（打印）-> Loop（循环）
在Scala命令行内，输入Scala代码，解释器会直接返回结果
如果你没有指定变量来存放计算的值，那么值默认的名称会显示为res开头的变量，而且会显示结果的数据类型

scala> 1+1
res0: Int = 2

在后面可以继续使用res0这个变量，以及它里面存放的值
例如：

scala> 5 * res0
res1: Int = 10

scala的命令行也有自动补全功能，使用起来还是比较方便的
输入res，按键盘上的tab键，下面就会列出目前以res开头的变量名称

Scala的基本使用

变量

Scala中的变量分为两种：可变 var 和 不可变 val

• 可变var：可以随时修改var声明的变量的值
• 不可变val：val声明的变量，值不能被修改，否则会报错： error: reassignment to val

scala> var a = 1
a: Int = 1
scala> a = 2
a: Int = 2
scala> val b = 1
b: Int = 1
scala> b = 2
<console>:8: error: reassignment to val
b = 2

注意：在实际工作中，针对一些不需要改变值的变量，通常建议使用val，这样可以不用担心值被错误的修改(等于java中的final类型)。这样可以提高系统的稳定性和健壮性！

无论声明val变量，还是声明var变量，都可以手动指定变量的类型
如果不指定，Scala会自动根据值，进行类型推断 val c = 1 等价于 val c: Int = 1

scala> val c = 1
c: Int = 1
scala> val c: Int = 1
c: Int = 1

数据类型

Scala中的数据类型可以分为两种，基本数据类型和增强版数据类型
基本数据类型有： Byte、Char、Short、Int、Long、Float、Double、Boolean
增强版数据类型有： StringOps、RichInt、RichDouble、RichChar 等。scala使用这些增强版数据类给基本数据类型增加了上百种增强的功能
例如：RichInt提供的有一个to函数， 1.to(10) ，此处Int会先隐式转换为RichInt，然后再调用其to函数

scala> 1.to(10)
res2: scala.collection.immutable.Range.Inclusive = Range(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,8,9,10)

注意，to函数还可以这样写

scala> 1 to 10
res3: scala.collection.immutable.Range.Inclusive = Range(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,8,9,10)

使用基本数据类型，直接就可以调用RichInt中对应的函数

scala> 1.toString()
res4: String = 1

操作符

Scala的算术操作符与Java的算术操作符没有什么区别
比如 +、-、*、/、% 等，以及 &、|、^、>>、<< 等
注意：Scala中没有提供++、–操作符
我们只能使用+和- ，比如count = 1，count++是错误的，必须写做count += 1

scala> var count = 1
count: Int = 1
scala> count++
<console>:9: error: value ++ is not a member of Int
count++
^
scala> count += 1
scala> count
res8: Int = 2

if 表达式

在Scala中，if表达式是有返回值的，就是if或者else中最后一行语句返回的值，这一点和java中的if是不一样的，java中的if表达式是没有返回值的
例如： val age = 20; if (age > 18) 1 else 0

scala> val age = 20
age: Int = 20
scala> if(age > 18) 1 else 0
res9: Int = 1

在这因为if表达式是有返回值的，所以可以将if表达式赋予一个变量

scala> val res = if(age > 18) 1 else 0
res: Int = 1

由于if表达式是有值的，而if和else子句的值的类型可能还不一样，此时if表达式的值是什么类型呢？
注意：Scala会自动进行推断，取两个类型的公共父类型

例如，if(age > 18) 1 else 0，表达式的类型是Int，因为1和0都是Int
例如，if(age > 18) “old” else 0，此时if和else的值分别是String和Int，则表达式的值是Any类型，Any是String和Int的公共父类型

scala> if(age > 18) 1 else 0
res12: Int = 1
scala> if(age > 18) "old" else 0
res13: Any = old

如果if后面没有跟else，则默认else的值是Unit，也可以用()表示，类似于java中的void或者null
例如，val age = 12; if(age > 18) “old”。此时就相当于if(age > 18) “old” else ()。
此时表达式的值是Any

scala> if(age > 18) "old" else ()
res17: Any = ()

如果想在scala REPL中执行多行代码，该如何操作？
使用 :paste 和 ctrl+D 的方式
:paste 表示代码块的开始
ctrl+D 表示代码块的结束

语句终结符

Scala默认不需要语句终结符，它将每一行作为一个语句
如果一行要放多条语句，则前面的语句必须使用语句终结符
语句终结符和Java中的一样，就是我们平时使用的分号

scala> val age = 20; if(age > 18) 1 else 0
age: Int = 20
res0: Int = 1

循环

• print和println
  在讲循环之前，先来看一下打印命令print和println
  print打印时不会加换行符，而println打印时会加一个换行符，这个特性和Java中的打印语句的特性是一样的
• for循环
  for循环本身的特性就没什么好说的了，直接上案例，主要注意一下scala中的for和java中的for在语法层面的区别

scala> :paste
// Entering paste mode (ctrl-D to finish)
val n = 10
for(i <- 1 to n)
println(i)
// Exiting paste mode, now interpreting.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
n: Int = 10

这里面的to可以换成until

scala> :paste
// Entering paste mode (ctrl-D to finish)
val n = 10
for(i <- 1 until 10)
println(i)
// Exiting paste mode, now interpreting.
1
2
3
4
5
6
7
8

对比两次执行的结果发现
1 to 10 可以获取1~10之间的所有数字
1 until 10可以获取1~9之间的所有数字

所以在这需要注意了，to 和 until 其实都是函数，一个是闭区间，一个是开区间,具体用哪个就要看你的需求了

for循环针对字符串还可以用

scala> for(c <- "hello scala") println(c)
h
e
l
l
o
s
c
a
l
a

注意：在这里我在for循环后面没有使用花括号，都省略了，主要是因为for循环的循环体代码就只有一行，如果有多行，就需要使用花括号了，否则，最终执行的结果就不是我们想要的

• while循环
  while循环，它的用法和java中的while也是很像的，主要看一下语法层面的区别

scala> :paste
// Entering paste mode (ctrl-D to finish)
var n = 10
while(n>0){
println(n)
n -= 1
}
// Exiting paste mode, now interpreting.
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
n: Int = 0

高级for循环

最后来看一下高级for循环的用法
if守卫
if守卫模式，假设我们想要获取1~10之间的所有偶数，使用普通的for循环，需要把每一个数字都循环出来，然后判断是否是偶数。
如果在for循环里面使用if守卫，可以在循环的时候就执行一定的逻辑，判断数值是否是偶数。

scala> for(i <- 1 to 10 if i % 2 == 0) println(i)
2
4
6
8
10

这是if守卫模式的用法
for推导式
for推导式，一个典型例子是构造集合

我们在使用for循环迭代数字的时候，可以使用yield指定一个规则，对迭代出来的数字进行处理，并且创建一个新的集合。

scala> for(i <- 1 to 10) yield i *2
res16: scala.collection.immutable.IndexedSeq[Int] = Vector(2, 4, 6, 8, 10, 12,14,16,18,20)

Scala的集合体系

Scala中的集合体系，集合在工作中属于经常使用的数据结构

首先看一下整个集合体系结构，这个结构与Java的集合体系非常相似

集合的顶层接口是Iterable，Iterable接口下面还有一些子接口， Set、Seq、Map
这几个子接口下面有具体的实现类

• set下面有HashSet、LinkedHashSet、SortedSet等等
• seq下面有List、Buffer、Range等等
• Map下面有HashMap、SortedMap、LinkedHashMap等等
• 其中Buffer下面还有两个常用的，ArrayBuffer、ListBuffer

这个集合体系的时候，还会关联讲到 Array和Tuple 这两个数据结构

集合

Scala中的集合是分成可变和不可变两类集合的

• 其中可变集合就是说，集合的元素可以动态修改
• 而不可变集合就是说，集合的元素在初始化之后，就无法修改了

可变集合：在 scala.collection.mutable 这个包下面
不可变集合：在 scala.collection.immutable 这个包下面
我们在创建集合的时候，如果不指定具体的包名，默认会使用不可变集合

Set

Set代表一个没有重复元素的集合
这个集合的特性和Java中Set集合的特性基本一样
Set集合分为可变的和不可变的集合，默认情况下使用的是不可变集合
Set可以直接使用，并且不需要使用new关键字，来看一下

scala> val s = Set(1,2,3)
s: scala.collection.immutable.Set[Int] = Set(1, 2, 3)

本来Set是一个接口，但是却可以创建对象，更神奇的是竟然还不需要使用new关键字，这就有点颠覆我们的认知了

注意了，在学习Scala的时候，可以拿Java来进行对比，加深理解，但是不要全部拿Java里面的知识点来硬套，因为它们两个有些地方还是不一样的。

只要前面带有object的，可以直接创建对象，并且不需要使用new关键字所以set可以直接使用。

注意：默认情况下直接创建的set集合是一个不可变集合，在这可以看到是在immutable包里面
的，不可变集合中的元素一经初始化，就不能改变了，所以初始化后再向里面添加元素就报错了。

scala> val s = Set(1,2,3)
s: scala.collection.immutable.Set[Int] = Set(1, 2, 3)
scala> s += 4
<console>:9: error: value += is not a member of scala.collection.immutable.Set
s += 4

但是注意，我使用s + 4 这种操作是可以的, 因为 s + 4 返回的是一个新的集合了，相当于在之前的集合的基础上，创建一个新的集合，新的集合包含之前集合的元素和我们新增的4这个元素这个大家需要能够区分开。如果想要创建一个可变的set集合，可以使用mutable包下面的set集合，显式指定包名

scala> val s = scala.collection.mutable.Set(1,2,3)
s: scala.collection.mutable.Set[Int] = Set(1, 2, 3)
scala> s += 4
res34: s.type = Set(1, 2, 3, 4)

Set常用子类有： HashSet、LinkedHashSet、SortedSet

• HashSet：这个集合的特点是：集合中的元素不重复、无序
• LinkedHashSet：这个集合的特点是：集合中的元素不重复、有序，它会用一个链表维护插入顺序，可以保证集合中元素是有序的
• SortedSet：这个集合的特点是：集合中的元素不重复、有序，它会自动根据元素来进行排序

先看HashSet

HashSet集合分为可变和不可变之分， immutable 包下面的是不可变的，后期无法新增元素。
在这里可以使用new关键字，也可以不使用，因为HashSet既是class，又是object，但是包名需要指定，否则无法识别

scala> val s = new scala.collection.mutable.HashSet[Int]()
s: scala.collection.mutable.HashSet[Int] = Set()
scala> s +=1
res35: s.type = Set(1)
scala> s +=2
res36: s.type = Set(1, 2)
scala> s +=5
res38: s.type = Set(1, 5, 2)

List

List属于Seq接口的子接口，List代表一个不可变的列表

创建一个list

scala> val l = List(1, 2, 3, 4)
l: List[Int] = List(1, 2, 3, 4)

注意：为什么有的地方需要写类的全路径，而有的不需要呢？
由于immutable包是默认导入的，所以不需要导包，但是也会有个别虽然在immutable包下面的，但是不写全路径还是报错，原谅它把，反正你都带全路径肯定是没有问题的，后期我们会使用idea来开发，也不需要考虑包名的问题，不过在这为了演示起来更加清晰，就使用scala的命令行了。
针对List有 head 、 tail 以及 :: 这几个操作
先演示一下 head、tail 操作

scala> l.head
res49: Int = 1
scala> l.tail
res51: List[Int] = List(2, 3, 4)

• head：表示获取List中的第一个元素
• tail：表示获取List中第一个元素之后的所有元素

那其实head和tail就可以获取list中的所有元素了
通过 :: 操作符，可以将head和tail的结果合并成一个List

scala> l.head :: l.tail
res52: List[Int] = List(1, 2, 3, 4)

针对List中的元素进行迭代和前面讲的Set集合的迭代是一样的

scala> val l = List(1, 2, 3, 4)
l: List[Int] = List(1, 2, 3, 4)
scala> for(i <- l) println(i)
1
2
3
4

在这里List是不可变的列表，在实际工作中使用的时候会很不方便，因为我们很多场景下都是需要向列表中动态添加元素，这个时候该怎么办呢？
Scala还提供的有一个ListBuffer
ListBuffer：可以支持动态增加或者移除元素

scala> val lb = scala.collection.mutable.ListBuffer[Int]()
lb: scala.collection.mutable.ListBuffer[Int] = ListBuffer()
scala> lb +=1
res56: lb.type = ListBuffer(1)
scala> lb +=2
res57: lb.type = ListBuffer(1, 2)
scala> lb +=5
res58: lb.type = ListBuffer(1, 2, 5)
scala> lb -=5
res59: lb.type = ListBuffer(1, 2)

ListBuffer也可以直接使用for循环迭代

scala> for(i <- lb) println(i)
1
2

Map

Map是一种可迭代的键值对（key/value）结构

创建一个不可变的Map

scala> val ages = Map("jack"->30,"tom"->25,"jessic"->23)
ages: scala.collection.immutable.Map[String,Int] = Map(jack -> 30, tom -> 25,
scala> ages("jack")
res100: Int = 30

创建一个可变的Map

scala> val ages = scala.collection.mutable.Map("jack"->30,"tom"->25,"jessic"-
ages: scala.collection.mutable.Map[String,Int] = Map(jessic -> 23, jack -> 30
scala> ages("jack")
res101: Int = 30

还有一种创建Map的简易方式，这种方式创建的是不可变Map

scala> val ages = Map(("jack",30),("tom",25),("jessic"->23))
ages: scala.collection.immutable.Map[String,Int] = Map(jack -> 30, tom -> 25,

更新map中的元素

scala> ages("jack") = 31
scala> ages
res104: scala.collection.mutable.Map[String,Int] = Map(jessic -> 23, jack ->

增加多个元素

scala> ages += ("hehe" -> 35, "haha" -> 40)
res105: ages.type = Map(hehe -> 35, jessic -> 23, jack -> 31, tom -> 25

移除元素

scala> ages -= "hehe"
res106: ages.type = Map(jessic -> 23, jack -> 31, tom -> 25, haha -> 40)

遍历
遍历map的entrySet

scala> for ((key, value) <- ages) println(key + " " + value)
jessic 23
jack 31
tom 25
haha 40

最后看一下Map的几个子类
HashMap、SortedMap和LinkedHashMap

• HashMap：是一个按照key的hash值进行排列存储的map
• SortedMap：可以自动对Map中的key进行排序【有序的map】
• LinkedHashMap：可以记住插入的key-value的顺序

HashMap分为可变和不可变的，没有什么特殊之处
在这主要演示一下SortedMap和LinkedHashMap

Array

Scala中Array的含义与Java中的数组类似，长度不可变
由于Scala和Java都是运行在JVM中，双方可以互相调用，因此Scala数组的底层实际上就是Java数组。数组初始化后，长度就固定下来了，而且元素全部根据其类型进行初始化

scala> val a = new Array[Int](10)
a: Array[Int] = Array(0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0)
scala> a(0)
res65: Int = 0
scala> a(0)=1
scala> a(0)
res67: Int = 1

也可以直接使用Array()创建数组，元素类型自动推断

scala> val a = Array("hello", "world")
scala> a(0)
res68: String = hello
scala> val a1 = Array("hello", 30)
a1: Array[Any] = Array(hello, 30)

如果想使用一个长度可变的数组，就需要使用到ArrayBuffer了

ArrayBuffer

Scala中ArrayBuffer与Java中的ArrayList类似，长度可变
ArrayBuffer：添加元素、移除元素
如果不想每次都使用全限定名，则可以预先导入ArrayBuffer类

scala> import scala.collection.mutable.ArrayBuffer
import scala.collection.mutable.ArrayBuffer

• 初始化

使用ArrayBuffer()的方式可以创建一个空的ArrayBuffer
注意：也支持直接创建并且初始化ArrayBuffer(1,2,3,4)

scala> val b = new ArrayBuffer[Int]()
b: scala.collection.mutable.ArrayBuffer[Int] = ArrayBuffer()

• 添加元素
  使用+=操作符，可以添加一个元素，或者多个元素
  b += 1 或者 b += (2, 3, 4, 5)

scala> b += 1
res69: b.type = ArrayBuffer(1)
scala> b += (2, 3, 4, 5)
res70: b.type = ArrayBuffer(1, 2, 3, 4, 5)

使用insert()函数可以在指定位置插入元素，但是这种操作效率很低，因为需要移动指定位置后的所有元素向3号角标的位置添加一个元素 30

scala> b.insert(3,30)
scala> b
res72: scala.collection.mutable.ArrayBuffer[Int] = ArrayBuffer(1, 2, 3, 30, 4

• 移除元素

使用 remove() 函数可以移除指定位置的元素

注意：Array与ArrayBuffer可以互相进行转换

• b.toArray：ArrayBuffer转Array
• a.toBuffer：Array转ArrayBuffer

数组常见操作

• 遍历Array和ArrayBuffer的两种方式
  由于Array和ArrayBuffer都是有角标的，所以在迭代数组中元素的时候除了可以使用前面迭代集合的
  方式还可以使用角标迭代

scala> val b=ArrayBuffer(1, 2, 3, 4, 5)
b: scala.collection.mutable.ArrayBuffer[Int] = ArrayBuffer(1, 2, 3, 4, 5)
scala> for(i <- b) println(i)
1
2
3
4
5
scala> for(i <- 0 until b.length ) println(b(i))
1
2
3
4
5

• 求和、求最大值

scala> val a = Array(3, 2, 1, 4, 5)
a: Array[Int] = Array(3, 2, 1, 4, 5)
scala> val sum = a.sum
sum: Int = 15
scala> val max = a.max
max: Int = 5

• 数组排序

scala> scala.util.Sorting.quickSort(a) 
scala> a
res99: Array[Int] = Array(1, 2, 3, 4, 5)

Tuple

Tuple：称之为元组，它与Array类似，都是不可变的，但与数组不同的是元组可以包含不同类型的元素Tuple中的元素角标从 1 开始

注意：目前 Scala 支持的元组最大长度为 22 ，对于更大长度可以使用集合或数组

scala> val t = (1, 3.14, "hehe")
t: (Int, Double, String) = (1,3.14,hehe)
scala> t._1
res117: Int = 1
scala> t._3
res118: String = hehe

总结

前面讲了很多集合体系中的数据结构，有的是可变的，有的是不可变的，有的是既是可变的又是不可变的，听起来有点乱，在这里我们总结一下
可变集合： LinkedHashSet、ListBuffer、ArrayBuffer、LinkedHashMap
不可变集合： List、SortedMap
可变+不可变集合： Set、HashSet、SortedSet、Map、HashMap
还有两个编外人员：
Array、Tuple
Array：长度不可变，里面的元素可变
Tuple：长度不可变，里面的元素也不可变

Scala中函数的使用

函数的定义

在Scala中定义函数需要使用 def 关键字，函数包括函数名、参数、函数体。Scala要求必须给出函数所有参数的类型，但是函数返回值的类型不是必须的，因为Scala可以自己根据函数体中的表达式推断出返回值类型。函数中最后一行代码的返回值就是整个函数的返回值，不需要使用return，这一点与Java不同，java中函数的返回值是必须要使用return的
下面来实现一个单行函数和多行函数

• 单行函数

scala> def sayHello(name: String) = print("Hello, " + name)
sayHello: (name: String)Unit
scala> sayHello("Scala")
Hello, Scala

• 多行函数

scala> :paste
// Entering paste mode (ctrl-D to finish)
def sayHello(name: String, age: Int) = {
	println("My name is "+name+",age is "+age)
	age
}
// Exiting paste mode, now interpreting.
sayHello: (name: String, age: Int)Int
scala> sayHello("Scala",18)
My name is Scala,age is 18
res120: Int = 18

函数的参数

• 默认参数
  在Scala中，有时候我们调用某些函数时，不希望给出参数的具体值，而是希望使用参数自身默认的值，此时就需要在定义函数时使用默认参数。如果给出的参数不够，则会从左往右依次应用参数。

scala> def sayHello(fName: String, mName: String = "mid", lName: String = "last")
sayHello: (fName: String, mName: String, lName: String)String
scala> sayHello("zhang","san")
res122: String = zhang san last

• 带名参数
  在调用函数时，也可以不按照函数定义的参数顺序来传递参数，而是使用带名参数的方式来传递。

scala> def sayHello(fName: String, mName: String = "mid", lName: String = "last")
sayHello: (fName: String, mName: String, lName: String)String
scala> sayHello(fName = "Mick", lName = "Tom", mName = "Jack")
res127: String = Mick Jack Tom

• 可变参数
  在Scala中，有时我们需要将函数定义为参数个数可变的形式，则此时可以使用变长参数来定义函数。

scala> :paste
// Entering paste mode (ctrl-D to finish)
def sum(nums: Int*) = {
	var res = 0
	for (num <- nums) res += num
	res
}
// Exiting paste mode, now interpreting.
sum: (nums: Int*)Int
scala> sum(1,2,3,4,5)
res129: Int = 15

特殊的函数-过程

在Scala中，定义函数时，如果函数体直接在花括号里面而没有使用=连接，则函数的返回值类型就是Unit，这样的函数称之为过程
过程通常用于不需要返回值的函数
过程还有一种写法，就是将函数的返回值类型显式定义为Unit
比较一下这四种写法的区别

def sayHello(name: String) = "Hello, " + name
def sayHello(name: String): String = "Hello, " + name
def sayHello(name: String) { "Hello, " + name }
def sayHello(name: String): Unit = "Hello, " + name

前面两种写法的效果是一样的，都是函数
后面两种写法的效果是一样的，都是过程

lazy

Scala提供了lazy特性，如果将一个变量声明为lazy，则只有在第一次使用该变量时，变量对应的表达式才会发生计算
什么场景下需要使用lazy特性呢？
这种特性对于特别耗时的操作特别有用，比如打开文件这个操作。

scala> import scala.io.Source._
import scala.io.Source._
scala> lazy val lines = fromFile("D://test.txt").mkString
lines: String = <lazy>

即使D://test.txt文件不存在，代码也不会报错，只有变量使用时才会报错，这就是lazy这个特性。

Scala面向对象编程

在这里我们主要学习Scala中的类、对象和接口
注意：
Scala中类和java中的类基本是类似的
Scala中的对象时需要定义的，而java中的对象是通过class new出来的
Scala中的接口是trait，java中的接口是interface

类-class

首先看一下类
Scala中定义类和Java一样，都是使用 class 关键字
和Java一样，使用new关键字创建对象
那下面来看一个具体案例
定义Person类，

class Person{
var name = "scala"
def sayHello(){
	println("Hello,"+name)
}
def getName= name
}

注意：如果在定义方法的时候指定了()，那么在调用的时候()可写可不写，如果在定义方法的时候没指定()，则调用方法时肯定不能带()

scala> val p = new Person()
p: Person = Person@23b8d9f3
scala> p.sayHello()
Hello,scala
scala> p.sayHello
Hello,scala
scala> println(p.getName)
scala
scala> println(p.getName())

constructor

类创建好了，下面我们来看一下类中的构造函数，
Scala类中的构造函数可以分为主构造函数和辅助构造函数
这两种构造函数有什么区别呢？
主constructor：类似Java的默认构造函数 this()
辅助constructor：类似Java的重载构造函数 this(name,age)

主constructor

那先来看一下主构造函数
Scala的主constructor是与类名放在一起的，与Java不同，Java中的构造函数是写在类内部的
注意：在类中，没有定义在任何方法或者是代码块之中的代码就是主constructor的代码

先定义一个Student类

class Student(val name:String,val age:Int){
println("your name is " + name + ", your age is " + age)
}

创建对象

scala> new Student("zs",19)
your name is zs, your age is 19
res8: Student = Student@3134153d

在创建对象的时候，类中的println语句执行了，说明这个语句属于主构造函数中的代码,主constructor中还可以通过使用默认参数，来给参数设置默认值

class Student(val name:String = "jack",val age:Int = 20){
println("your name is " + name + ", your age is " + age)
}

创建对象

scala> new Student()
your name is jack, your age is 20
res10: Student = Student@7ddd84b5
scala> new Student("tom",18)
your name is tom, your age is 18
res11: Student = Student@a09303

Scala中，可以给类定义多个辅助constructor，类似于java中的构造函数重载。辅助constructor之间可以互相调用，但是第一行必须调用主constructor
来看一个案例：
给学生指定姓名和年龄信息

class Student {
var name = "jack"
var age = 10
def this(name: String) {
this()
this.name = name
}
def this(name: String, age: Int) {
this(name)
this.age = age
}
}

执行

scala> val s = new Student("tom")
s: Student = Student@1a538ed8
scala> val s = new Student("mick",30)
s: Student = Student@319642db

对象-object

我们学习的scala中的class和java中的class是类似的，下面来看一个java中没有的内容，叫Object
那大家可能有疑问了，Java中也有object，通过class就可以创建object
但是注意了，在scala中，我们可以直接定义一个object，就像定义class一样。
object：相当于class的单个实例，通常在里面放一些静态的field或者method
object不能定义带参数的constructor，只有空参的constructor
第一次调用object的方法时，会执行object的constructor，也就是执行object内部不在任何方法中的代码，因为它只有空参的构造函数。但是注意，object的constructor的代码只会在他第一次被调用时执行一次，以后再次调用就不会再执行了object通常用于作为单例模式的实现，或者放class的一些静态成员，比如工具方法。object可以直接使用，不能new创建一个object，使用object关键字

object Person {
	var age = 1
	println("this Person object!")
	def getAge = age
}

执行，直接通过Object的名称调用属性或者方法即可，类似于Java中的静态类

伴生对象

前面学习了class和object，那下面再来看一个特殊的概念，伴生对象
如果有一个class，还有一个与class同名的object，那么就称这个object是class的 伴生对象 ，class是object的 伴生类

注意：伴生类和伴生对象必须存放在一个.scala文件之中
伴生类和伴生对象最大特点在于可以互相访问private field

创建一个Person object和Person class

object Person {
private val fdNum= 1
	def getFdNum = fdNum
}

class Person(val name: String, val age: Int) {
	def sayHello = println("Hi, " + name + ",you are " + age + " years old!" +
}

执行

scala> new Person("tom",20).sayHello
Hi, tom,you are 20 years old!, and you have 1 friend.
scala> Person.fdNum
<console>:9: error: value fdNum is not a member of object Person
Person.fdNum
^
scala> Person.getFdNum
res26: Int = 1

apply

apply是object中非常重要的一个特殊方法，通常在伴生对象中实现apply方法，并在其中实现构造伴生类对象的功能
在创建对象的时候，就不需要使用new Class的方式，而是使用Class()的方式，隐式调用伴生对象的
apply方法，这样会让对象创建更加简洁

例如：Array的伴生对象的apply方法就实现了接收可变数量的参数，以及会创建一个Array对象
val a = Array(1, 2, 3, 4, 5)

从Array object的源码中可以看出来，它里面就是在apply方法内部使用new Array创建的对象。下面我们来自己定义一个伴生类和伴生对象

class Person(val name: String){
	println("my name is,"+name)
}
object Person {
	def apply(name: String) = {
		println("apply exec...")
		new Person(name)
	}
}

执行

scala> new Person("tom")
my name is,tom
res29: Person = Person@63917fe1
scala> Person("tom")
apply exec...
my name is,tom
res30: Person = Person@35e74e08

注意：在这里new Person(“zhang”) 等于 Person(“zhang”)，都是获取Person的对象
只不过Person(“zhang”)是用的object中apply方法, 而new Person(“zhang”)是直接基于class创建的。这两种方式肯定Person(“zhang”)这种方式使用起来更加方便简洁

main方法

接下来看一下scala中的main方法和Java一样，在Scala中如果要运行一个应用程序，必须有一个main方法，作为入口
Scala中的main方法必须定义在object中，格式为 def main(args: Array[String])
这就需要在编辑器中操作了，我们可以使用eclipse或者idea，但是eclipse对scala的支持不太好，所以建议使用idea。

首先确认一下idea中是否集成了scala语言插件
打开idea，点击 configure–>plugins

确认scala的插件是否已经安装

接着创建maven项目

点击开启自动引入依赖

到这还没完，因为此时我们是无法创建scala代码的，这个项目中也没有集成scala的sdk，只有java的

接下来就需要给这个项目添加scala的sdk了

添加成功以后是这样的

此时查看项目的依赖，发现scala的sdk已经添加进来了。

最终点击ok即可

以后再创建想要创建scala的maven项目，只需要进入到这个界面确认项目中是否有scala的依赖，没有的话直接点击右边的加号按钮添加即可

idea的scala开发环境配置好了，但是我一般还是喜欢再增加一些配置
目前项目的src目录下有一个java目录，这个目录表示是放java代码的，当然了你在里面写scala代码肯定是没有问题的。只是针对我这种稍微有点强迫症的用起来就有点别扭了。
在实际工作中可能我们一个项目既需要使用到java代码，也需要使用到scala代码，所以最好还是建议把java代码和scala代码分开存放，这样比较清晰

这样创建的scala目录是有问题的，你有没有发现这个目录的颜色和java目录的颜色都不一样因为你在这直接创建的scala目录是一个普通的目录，而java那个目录是一个source根目录。
所以我们也需要把scala目录变为source根目录。这样操作

这样操作之后，就发现scala的目录颜色就正常了

下面就可以正式开始写代码了，scala相关的代码就放到scala目录中
现在scala目录下创建包： com.imooc.demo
然后创建一个scala的object
先选中Scala Class

Scala 开发HelloWorld程序

package com.imooc.demo
/**
* Created by xuwei
*/
object mainDemo {
def main(args: Array[String]): Unit = {
println("hello scala!")

}
}

执行代码，右键run即可

这就是Scala中main方法的用法，注意：main方法只能定义在object中，不能定义在class中

接口-trait

scala中的接口，这个接口也是比较特殊的
Scala中的接口称为trait，trait类似于Java中的interface
在triat中可以定义抽象方法

类可以使用 extends 关键字继承trait，无论继承类还是trait统一都是使用 extends 这个关键字。
类继承trait后，必须实现trait中的抽象方法，实现时不需要使用 override 关键字。
scala不支持对类进行多继承，但是支持对trait进行多重继承，使用 with 关键字即可
下面我们就来看一个接口多继承的案例

object PersonDemo {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val p1 = new Person("tom")
val p2 = new Person("jack")
p1.sayHello(p2.name)
p1.makeFriends(p2)
}
}
trait HelloTrait { def sayHello(name: String)}
trait MakeFriendsTrait { def makeFriends(p: Person)}
class Person(val name: String) extends HelloTrait with MakeFriendsTrait {
def sayHello(name: String) = println("Hello, " + name)
def makeFriends(p: Person) = println("Hello, my name is " + name + ", your
}

Scala函数式编程

什么是函数式编程

Scala是一门既面向对象，又面向过程的语言。因此在Scala中有非常好的面向对象的特性，可以使用Scala来基于面向对象的思想开发大型复杂的系统和工程；而且Scala也面向过程，因此Scala中有函数的概念。在Scala中，函数与类、对象一样，都是一等公民，所以说scala的面向过程其实就重在针对函数的编程了，所以称之为函数式编程

函数赋值给变量

Scala中的函数是一等公民，可以独立定义，独立存在，而且可以直接将函数作为值赋值给变量。
Scala的语法规定，将函数赋值给变量时，必须在函数后面加上空格和下划线。
来看一个案例：将函数赋值给变量

scala> def sayHello(name: String) { println("Hello, " + name) }
sayHello: (name: String)Unit
scala> val sayHelloFunc = sayHello _
sayHelloFunc: String => Unit = <function1>
scala> sayHelloFunc("scala")
Hello, scala

匿名函数

Scala中的函数也可以不需要命名，这种函数称为匿名函数
匿名函数的语法格式：(参数名: 参数类型) => 函数体
(参数名: 参数类型) ：是函数的参数列表
可以将匿名函数直接赋值给某个变量

看一个例子

scala> val sayHelloFunc = (name: String) => println("Hello, " + name)
sayHelloFunc: String => Unit = <function1>
scala> val sayHelloFunc = (name: String) => {println("Hello, " + name)}
sayHelloFunc: String => Unit = <function1>

注意：如果函数体有多行代码，则需要添加{}

高阶函数

由于函数是一等公民，所以说我们可以直接将某个函数作为参数传入其它函数。
这个功能是极其强大的，也是Java这种面向对象的编程语言所不具备的
这个功能在实际工作中是经常需要用到的。
接收其它函数作为当前函数的参数，当前这个函数也被称作高阶函数 (higher-order function)
看一个例子：
先定义一个匿名函数，赋值给变量sayHelloFunc

val sayHelloFunc = (name: String) => println("Hello, " + name)

再定义一个高阶函数，这个高阶函数的参数会接收一个函数
参数： (String) => Unit 表示这个函数接收一个字符串，没有返回值

def greeting(func: (String) => Unit, name: String) { func(name) } 

使用：

scala> greeting(sayHelloFunc, "scala")
Hello, scala

或者还可以这样用，直接把匿名函数的定义传过来也是可以

scala> greeting((name: String) => println("Hello, " + name),"scala")
Hello, scala

高阶函数可以自动推断出它里面函数的参数类型，对于只有一个参数的函数，还可以省去小括号

# 先定义一个高阶函数
def greeting(func: (String) => Unit, name: String) { func(name) }
# 使用高阶函数：完整写法
greeting((name: String) => println("Hello, " + name), "scala")
# 使用高阶函数：高阶函数可以自动推断出参数类型，而不需要写明类型
greeting((name) => println("Hello, " + name), "scala")
# 使用高阶函数：对于只有一个参数的函数，还可以省去其小括号
greeting(name => println("Hello, " + name), "scala")

常用高阶函数

刚才是我们自己实现的高阶函数，其实我们在工作中自己定义高阶函数的场景不多，大部分场景都是去使用已有的高阶函数。下面我们来看几个常见的高阶函数

• map：对传入的每个元素都进行处理，返回一个元素
• flatMap：对传入的每个元素都进行处理，返回一个或者多个元素
• foreach：对传入的每个元素都进行处理，但是没有返回值
• filter：对传入的每个元素都进行条件判断，如果返回true，则保留该元素，否则过滤掉该元素
• reduceLeft：从左侧元素开始，进行reduce操作

map

map的使用：

scala> Array(1, 2, 3, 4, 5).map(num=>{num * 2})
res38: Array[Int] = Array(2, 4, 6, 8, 10)

可以简写为：

scala> Array(1, 2, 3, 4, 5).map(_ * 2)
res40: Array[Int] = Array(2, 4, 6, 8, 10)

flatMap

flagMap的使用

scala> Array("hello you","hello me").flatMap(line=>line.split(" "))
res53: Array[String] = Array(hello, you, hello, me)

可以简写为：

scala> Array("hello you","hello me").flatMap(_.split(" "))
res54: Array[String] = Array(hello, you, hello, me)

foreach

foreach的使用

scala> Array(1, 2, 3, 4, 5).map(_ * 2).foreach(num=>println(num))
2
4
6
8
10

可以简写为：

scala> Array(1, 2, 3, 4, 5).map(_ * 2).foreach(println(_))
2
4
6
8
10

filter

filter的使用

scala> Array(1, 2, 3, 4, 5).filter(num=>num % 2 == 0)
res46: Array[Int] = Array(2, 4)

可以简写为：

scala> Array(1, 2, 3, 4, 5).filter(_ % 2 == 0)
res47: Array[Int] = Array(2, 4)

reduceLeft

reduceLeft的使用
表示先对元素1和元素2进行处理，然后将结果与元素3处理，再将结果与元素4处理，依次类推
spark中有一个reduce函数，和这个函数的效果一致

scala> Array(1, 2, 3, 4, 5).reduceLeft((t1,t2)=>t1+t2)
res50: Int = 15

这个操作操作就相当于 1 + 2 + 3 + 4 + 5

可以简写为：

scala> Array(1, 2, 3, 4, 5).reduceLeft( _ + _)
res49: Int = 15

案例：函数式编程

统计多个文本内的单词总数
使用scala的io包读取文本文件内的数据

val lines01 = scala.io.Source.fromFile("D://a.txt").mkString
val lines02 = scala.io.Source.fromFile("D://b.txt").mkString

注意：下面这一行是核心代码，使用了链式调用的函数式编程

lines.flatMap(_.split( " ")).map((_, 1)).map(_._2).reduceLeft(_ + _) 

lines.flatMap(.split( " ")) ：表示对每一行数据使用空格进行切割，返回每一个单词
.map((, 1)) ：针对每一个单词，都转成tuple类型，tuple中的第1个元素是这个单词，第2个元素表示单词出现的次数1
.map(_.2) ：迭代每一个tuple，获取tuple中的第2个元素
.reduceLeft( + _) ：对前面获取到的元素进行累加求和

Scala高级特性

模式匹配

模式匹配是Scala中非常有特色，非常强大的一种功能。
模式匹配，其实类似于Java中的 switch case 语法，即对一个值进行条件判断，然后针对不同的条件，进行不同的处理
不过Scala没有Java中的 switch case 语法，但是，Scala提供了更加强大的 match case 语法，就是这个模式匹配
Java的 switch case 仅能匹配变量的值，而Scala的 match case 可以匹配各种情况，比如：变量的类型、集合的元素，有值没值

对变量的值进行模式匹配

match case语法格式：变量 match { case 值 => 代码 }
如果值为下划线，则代表了不满足以上所有情况下的默认处理

def demo1(day: Int) {
day match {
case 1 => println("Monday")
case 2 => println("Tuesday")
case 3 => println("Wednesday")
case _ => println("none")
}
}

执行

scala> demo1(1)
Monday
scala> demo1(4)
none

注意：match case中，只要一个case分支满足并处理了，就不会继续判断下一个case分支了，这一点与Java不同，java的switch case需要用break停止向下执行

变量类型的模式匹配

Scala的模式匹配一个强大之处就在于，可以直接匹配类型，而不是值！！！这点是java的switch case绝对做不到的
语法格式：变量 match { case 变量: 类型 => 代码 }
典型的一个应用场景就是针对异常的处理

import java.io._
def processException(e: Exception) {
e match {
case e1: IllegalArgumentException => println("IllegalArgumentException "
case e2: FileNotFoundException => println("FileNotFoundException " + e2)
case e3: IOException => println("IOException " + e3)
case _: Exception => println("Exception " )
}
}

执行

scala> processException(new Exception())
Exception

在try-catch异常中的应用

try {
val lines02 = scala.io.Source.fromFile("D://test02.txt").mkString
} catch {
case ex: FileNotFoundException => println("no file")
case ex: IOException => println("io exception")
case ex: Exception => println("exception")
}

case class与模式匹配

Scala中提供了一种特殊的类，用 case class 进行声明，中文可以称为样例类
case class 其实有点类似于Java中的JavaBean的概念。即只定义field，会由Scala在编译时自动提供get和set方法，但是没有其它的method
case class 的主构造函数接收的参数通常不需要使用var或val修饰，Scala自动就会使用val修饰（但是如果你自己使用var修饰，那么还是会按照var来，在这用哪个区别都不大）
Scala自动为 case class 定义了伴生对象，也就是object，并且定义了apply()方法，该方法接收主构造函数中相同的参数，并返回 case class 对象
下面来看一个案例：，先定义三个class

class Person
case class Teacher(name: String, sub: String) extends Person
case class Student(name: String, cla: String) extends Person

再创建一个函数

def check(p: Person) {
p match {
case Teacher(name, sub) => println("Teacher, name is " + name + ", sub is
case Student(name, cla) => println("Student, name is " + name + ", cla is
case _ => println("none")
}
}

执行

scala> check(new Student("tom","class1"))
Student, name is tom, cla is class1
scala> check(new Person())
none

Option与模式匹配

Scala有一种特殊的数据类型，叫做Option。
Option有两种值，一种是Some，表示有值，一种是None，表示没有值
Option通常会用于模式匹配中，用于判断某个变量是有值还是没有值，这比null来的更加简洁明了
看这个案例

val ages = Map("jack" -> 18, "tom" -> 30, "jessic" -> 27)
def getAge(name: String) {
val age = ages.get(name)
age match {
case Some(age) => println("your age is " + age)
case None => println("none")
}
}

执行

scala> getAge("jack")
your age is 18
scala> getAge("hehe")
none

隐式转换

Scala的隐式转换，允许手动指定将某种类型的对象转换成其它类型的对象。
Scala的隐式转换，最核心的就是定义隐式转换函数，即implicit conversion function 。
隐式转换函数与普通函数唯一的语法区别是要以implicit开头而且最好要定义函数返回类型。
隐式转换非常强大的一个功能，就是可以在不知不觉中加强现有类型的功能。也就是说，我们可以为某个普通类定义一个加强类，并定义对应的隐式转换函数，这样我们在使用加强类里面的方法的时候，Scala会自动进行隐式转换，把普通类转换为加强类，然后再调用加强类中的方法
Scala默认会自动使用两种隐式转换
1：源类型，或者目标类型的伴生对象里面的隐式转换函数
2：当前程序作用域内可以用唯一标识符表示的隐式转换函数

def check(p: Person) {
	p match {
	case Teacher(name, sub) => println("Teacher, name is " + name + ", sub is
	case Student(name, cla) => println("Student, name is " + name + ", cla is
	case _ => println("none")
}

scala> check(new Student("tom","class1"))
Student, name is tom, cla is class1
scala> check(new Person())

val ages = Map("jack" -> 18, "tom" -> 30, "jessic" -> 27)
def getAge(name: String) {
	val age = ages.get(name)
	age match {
	case Some(age) => println("your age is " + age)
	case None => println("none")
	}
}

scala> getAge("jack")
your age is 18
scala> getAge("hehe")
none

如果隐式转换函数不在上述两种情况下的话，那么就必须手动使用import引入对应的隐式转换函数。
通常建议，仅仅在需要进行隐式转换的地方，比如某个函数内，用import导入隐式转换函数，这样可以缩小隐式转换函数的作用域，避免不需要的隐式转换。

案例：狗也能抓老鼠

通过隐式转换实现，狗也具备猫抓老鼠的功能

class cat(val name: String){
	def catchMouse(){println(name+" catch mouse")}
}
class dog(val name: String)
	implicit def object2Cat (obj: Object): cat = {
	if (obj.getClass == classOf[dog]) {
		val dog = obj.asInstanceOf[dog]
		new cat(dog.name)
	}
	else Nil
}

执行

scala> val d = new dog("d1")
d: dog = dog@7f0e0db3
scala> d.catchMouse()
d1 catch mouse

大部分的场景是我们只需要使用import。导入对应的隐式转换函数就可以了，在这个案例中我们是自己手工实现了一个隐私转换函数，因为他们都在一个作用域内，所以就不需要import了。