【Scala】——函数式编程
1 面向对象编程和函数式编程
1.1 面向对象编程
- 解决问题，分解对象，行为，属性，然后通过对象的关系以及行为的调用来解决问题。
• 对象：用户
• 行为：登录、连接 JDBC、读取数据库
• 属性：用户名、密码 - Scala 语言是一个完全面向对象编程语言。万物皆对象
- 对象的本质：对数据和行为的一个封装
1.2 函数式编程
- 解决问题时，将问题分解成一个一个的步骤，将每个步骤进行封装（函数），通过调用 这些封装好的步骤，解决问题。 例如：请求->用户名、密码->连接 JDBC->读取数据库
- Scala 语言是一个完全函数式编程语言。万物皆函数。
- 函数的本质：函数可以当做一个值进行传递
2 函数基础
2.1 基本语法
2.2 函数和方法的区别
- 为完成某一功能的程序语句的集合，称为函数。
- 类中的函数称之方法。
- Scala 语言可以在任何的语法结构中声明任何的语法
- 函数没有重载和重写的概念；方法可以进行重载和重写
- Scala 中函数可以嵌套定义
package com.scala
package chapter05
object TestFunction {
//(2)方法可以进行重载和重写，程序可以执行
def test(): Unit = {
}
def test(name: String): Unit = {
}
def main(args: Array[String]): Unit = {
// （1）Scala 语言可以在任何的语法结构中声明任何的语法
import java.util.Date
new Date()
def test(): Unit = {
println("无参，无返回值")
}
test()
//(3)函数没有重载和重写的概念，程序报错
// def test(name: String): Unit = {
//
//}
//（4）Scala 中函数可以嵌套定义
def test2(): Unit = {
def test3(name: String): Unit = {
println(name + "函数可以嵌套定义")
}
test3("zhangsan")
}
test2()
}
}
2.3 函数定义
- 函数 1：无参，无返回值
- 函数 2：无参，有返回值
- 函数 3：有参，无返回值
- 函数 4：有参，有返回值
- 函数 5：多参，无返回值
- 函数 6：多参，有返回值
package com.scala
package chapter05
object TestFunctionDeclare {
def main(args: Array[String]): Unit = {
// 函数 1：无参，无返回值
def test1(): Unit = {
println("无参，无返回值")
}
test1()
// 函数 2：无参，有返回值
def test2(): String = {
return "无参，有返回值"
}
println(test2())
// 函数 3：有参，无返回值
def test3(s: String): Unit = {
println(s)
}
test3("jinlian")
// 函数 4：有参，有返回值
def test4(s: String): String = {
return s + "有参，有返回值"
}
println(test4("hello "))
// 函数 5：多参，无返回值
def test5(name: String, age: Int): Unit = {
println(s"$name, $age")
}
test5("dalang", 40)
// 函数 6：多参，有返回值
def test6(name: String, age: Int): String = {
println(s"$name, $age")
return name+age
}
test6("aaaa", 40)
}
}
2.4 函数参数
- 可变参数
def test(s:String*):Unit={
println(s)
}
// 有输入参数：输出 Array
test("qwe","asd")
// 无输入参数：输出 List()
test()
- 如果参数列表中存在多个参数，那么可变参数一般放置在最后
def test2(name: String, s: String*): Unit = {
println(name + "," + s)
}
test2("jinlian", "dalang")
- 参数默认值，一般将有默认值的参数放置在参数列表的后面，如果参数传递了值，那么会覆盖默认值，如果参数有默认值，在调用的时候，可以省略这个参数
def test3( name : String, age : Int = 30 ): Unit = {
println(s"$name, $age")
}
// 如果参数传递了值，那么会覆盖默认值
test3("jinlian", 20)
// 如果参数有默认值，在调用的时候，可以省略这个参数
test3("dalang")
// 一般情况下，将有默认值的参数放置在参数列表的后面
def test4(sex: String = "男", name: String): Unit = {
println(s"$name, $sex")
}
- 带名参数， Scala 函数中参数传递是，从左到右，如果参数的左边有可变参数或者有默认值的参数，可将参数指定给某个参数
def test4(sex: String = "男", name: String): Unit = {
println(s"$name, $sex")
}
test4(name = "ximenqing")
2.5 函数至简原则
- return 可以省略，Scala 会使用函数体的最后一行代码作为返回值
def f1(s: String): String = {
s + " jinlian"
}
- 如果函数体只有一行代码，可以省略花括号
def f2(s:String):String = s + " jinlian"
- 返回值类型如果能够推断出来，那么可以省略（:和返回值类型一起省略）
def f3( s : String ) = s + " jinlian"
- 如果有 return，则不能省略返回值类型，必须指定
def f4() :String = {
return "ximenqing4"
}
- 如果函数明确声明 unit，那么即使函数体中使用 return 关键字也不起作用
def f5(): Unit = {
return "dalang5"
}
- Scala 如果期望是无返回值类型，可以省略等号
def f6() {
"dalang6"
}
- 如果函数无参，但是声明了参数列表，那么调用时，小括号，可加可不加
def f7() = "dalang7"
println(f7())
println(f7)
- 如果函数没有参数列表，那么小括号可以省略，调用时小括号必须省略
def f8 = "dalang"
//println(f8())
println(f8)
- 如果不关心名称，只关心逻辑处理，那么函数名（def）可以省略
def f9 = (x:String)=>{println("wusong")}
def f10(f:String=>Unit) = {
f("")
}
f10(f9)
println(f10((x:String)=>{println("wusong")}))
3 函数高级
3.1 高阶函数
对于一个函数我们可以：定义函数、调用函数，但是其实函数还有更高阶的用法
3.1.1 函数作为值进行传递
- 调用 foo 函数，把返回值给变量 f
object TestFunctionHigh {
def main(args: Array[String]): Unit = {
//调用 foo 函数，把返回值给变量 f
//val f = foo()
val f = foo
println(f)
}
def foo(): Int = {
println("foo...")
1
}
}
- 在被调用函数 foo 后面加上 _，相当于把函数 foo 当成一个整体， 传递给变量 f1
object TestFunctionHigh {
def main(args: Array[String]): Unit = {
//在被调用函数 foo 后面加上 _，相当于把函数 foo 当成一个整体， 传递给变量 f1
val f1 = foo _
f1()
println("-----------------------")
}
def foo(): Int = {
println("foo...")
1
}
}
- 如果明确变量类型，那么不使用下划线也可以将函数作为整体传递给 变量
object TestFunctionHigh {
def main(args: Array[String]): Unit = {
//如果明确变量类型，那么不使用下划线也可以将函数作为整体传递给 变量
var f2: () => Int = foo
f2()
println("-----------------------")
}
def foo(): Int = {
println("foo...")
1
}
}
3.1.2 函数作为参数进行传递
def main(args: Array[String]): Unit = {
// （1）定义一个函数，函数参数还是一个函数签名；f 表示函数名称;(Int,Int) 表示输入两个 Int 参数；Int 表示函数返回值
def f1(f: (Int, Int) => Int): Int = {
f(2, 4)
}
// （2）定义一个函数，参数和返回值类型和 f1 的输入参数一致
def add(a: Int, b: Int): Int = a + b
// （3）将 add 函数作为参数传递给 f1 函数，如果能够推断出来不是调用，_ 可以省略
println(f1(add))
println(f1(add _))
//可以传递匿名函数
}
3.1.3 函数作为函数返回值返回
def main(args: Array[String]): Unit = {
def f1() = {
def f2() = {
println("f2----")
}
f2 _
}
val f = f1()
// 因为 f1 函数的返回值依然为函数，所以可以变量 f 可以作为函数继续调用
f()
// 上面的代码可以简化为
f1()()
}
3.2 匿名函数
3.2.1 概述
没有名字的函数就是匿名函数
(x:Int)=>{函数体}
x：表示输入参数类型；Int：表示输入参数类型；函数体：表示具体代码逻辑
3.2.2 传递匿名函数至简原则：
- 参数的类型可以省略，会根据形参进行自动的推导
- 类型省略之后，发现只有一个参数，则圆括号可以省略；其他情况：没有参数和参数超过 1 的永远不能省略圆括号。
- 匿名函数如果只有一行，则大括号也可以省略
- 如果参数只出现一次，则参数省略且后面参数可以用_代替
3.2.2 案例实操
- 传递的函数有一个参数
def main(args: Array[String]): Unit = {
// （1）定义一个函数：参数包含数据和逻辑函数
def operation(arr: Array[Int], op: Int => Int) = {
for (elem <- arr) yield op(elem)
}
// （2）定义逻辑函数
def op(ele: Int): Int = {
ele + 1
}
// （3）标准函数调用
val arr = operation(Array(1, 2, 3, 4), op)
println(arr.mkString(","))
// （4）采用匿名函数
val arr1 = operation(Array(1, 2, 3, 4), (ele: Int) => {
ele + 1
})
println(arr1.mkString(","))
// （4.1）参数的类型可以省略，会根据形参进行自动的推导;
val arr2 = operation(Array(1, 2, 3, 4), (ele) => {
ele + 1
})
println(arr2.mkString(","))
// （4.2）类型省略之后，发现只有一个参数，则圆括号可以省略；其他情 况 ：没有参数和参数超过1的永远不能省略圆括号 。
val arr3 = operation(Array(1, 2, 3, 4), ele => {
ele + 1
})
println(arr3.mkString(","))
// (4.3) 匿名函数如果只有一行，则大括号也可以省略
val arr4 = operation(Array(1, 2, 3, 4), ele => ele + 1)
println(arr4.mkString(","))
//（4.4）如果参数只出现一次，则参数省略且后面参数可以用_代替
val arr5 = operation(Array(1, 2, 3, 4), _ + 1)
println(arr5.mkString(","))
}
- 传递的函数有两个参数
def main(args: Array[String]): Unit = {
def calculator(a: Int, b: Int, op: (Int, Int) => Int): Int = {
op(a, b)
}
// （1）标准版
println(calculator(2, 3, (x: Int, y: Int) => {
x + y
}))
// （2）如果只有一行，则大括号也可以省略
println(calculator(2, 3, (x: Int, y: Int) => x + y))
// （3）参数的类型可以省略，会根据形参进行自动的推导;
println(calculator(2, 3, (x, y) => x + y))
// （4）如果参数只出现一次，则参数省略且后面参数可以用_代替
println(calculator(2, 3, _ + _))
}
3.3 函数柯里化&闭包
3.3.1 说明
- 闭包：如果一个函数，访问到了它的外部（局部）变量的值，那么这个函数和他所处的 环境，称为闭包
- 函数柯里化：把一个参数列表的多个参数，变成多个参数列表。函数柯里化，其实就是将复杂的参数逻辑变得简单化,函数柯里化一定存 在闭包
3.3.2 案例
- 闭包
def main(args: Array[String]): Unit = {
def f1() = {
var a: Int = 10
def f2(b: Int) = {
a + b
}
f2 _
}
// 在调用时，f1 函数执行完毕后，局部变量 a 应该随着栈空间释放掉
val f = f1()
// 但是在此处，变量 a 其实并没有释放，而是包含在了 f2 函数的内部，形 成了闭合的效果
println(f(3))
println(f1()(3))
}
- 函数柯里化
def main(args: Array[String]): Unit = {
// 函数柯里化，其实就是将复杂的参数逻辑变得简单化,函数柯里化一定存 在闭包
def f3()(b: Int) = {
var a: Int = 10
println("b="+b)
a + b
}
println(f3()(3))
}
3.4 递归
一个函数/方法在函数/方法体内又调用了本身，我们称之为递归调用
- 方法调用自身
- 方法必须要有跳出的逻辑
- 方法调用自身时，传递的参数应该有规律
- scala 中的递归必须声明函数返回值类型
def main(args: Array[String]): Unit = {
// 阶乘
// 递归算法
println(test(5))
}
def test(i: Int): Int = {
if (i == 1) {
1
} else {
i * test(i - 1)
}
}
3.5 控制抽象
3.5.1 值调用
把计算后的值传递过去
def main(args: Array[String]): Unit = {
def f = () => {
println("f...")
10
}
foo(f())
}
def foo(a: Int): Unit = {
println(a)
println(a)
}
3.5.2 名调用
把代码传递过去
def main(args: Array[String]): Unit = {
def f = () => {
println("f...")
10
}
foo(f())
}
def foo(a: => Int): Unit = { //注意这里变量 a 没有小括号了
println(a)
println(a)
}
3.5.3 案例
def main(args: Array[String]): Unit = {
// （1）传递代码块
foo({
println("aaa")
10
})
// （2）小括号可以省略
foo {
println("aaa")
10
}
}
def foo(a: => Int): Unit = {
println(a)
println(a)
}
def main(args: Array[String]): Unit = {
var i:Int = 1
myWhile(i <= 10){
println(i)
i +=1
}
}
def myWhile(condition: =>Boolean)(op: =>Unit):Unit={
if (condition){
op
myWhile(condition)(op)
}
}
3.6 惰性加载
当函数返回值被声明为 lazy 时，函数的执行将被推迟，直到我们首次对此取值，该函 数才会执行。这种函数我们称之为惰性函数。
def main(args: Array[String]): Unit = {
lazy val res = sum(10, 30)
println("----------------")
println("res=" + res)
println("----------------------------------------------------------------")
val res1 = sum(10, 30)
println("----------------")
println("res1=" + res1)
}
def sum(n1: Int, n2: Int): Int = {
println("sum 被执行。。。")
n1 + n2
}