Scala-面向对象的函数编程

 

您永远不会忘记您的初恋！

对于我来说，她的名字是 Tabinda (Bindi) Khan。那是一段愉快的少年时光，准确地说是在七年级。她很美丽、聪明，而最好的是，她常常因我的笨拙的笑话而乐不可支。在七年级和八年级的时间里，我们经常 “出去走走”（那时我们是这么说的）。但到了九年级，我们分开了，文雅一点的说法是，她厌倦了连续两年听到同样的笨拙的男孩笑话。我永远都不会忘记她（特别是因为我们在高中毕业 10 周年聚会时再次相遇）；但更重要的是，我将永远不会失去这些珍贵的（也许有点言过其实）回忆。

关于本系列

Ted Neward 潜心研究 Scala 编程语言，并带您跟他一起徜徉。在这个新的 developerWorks 系列中，您将深入了解 Scala，并在实践中看到 Scala 的语言功能。在进行相关比较时，Scala 代码和 Java 代码将放在一起展示，但（您将发现）Scala 中的许多内容与您在 Java 编程中发现的任何内容都没有直接关联，而这正是 Scala 的魅力所在! 毕竟，如果 Java 代码可以做到的话，又何必学习 Scala 呢？

Java 编程和面向对象是许多程序员的 “初恋”，我们对待它就像对待 Bindi 一样尊重和完全的爱慕。一些开发人员会告诉您 Java 将他们从内存管理和 C++ 的炼狱中解救出来了。其他一些人会告诉您 Java 编程使他们摆脱了对过程性编程的绝望。甚至对于一些开发人员来说，Java 代码中的面向对象编程就是 “他们做事情的方式”。（嘿嘿，如果这对我爸爸，以及爷爷有用该多好！）

然而，时间最终会冲淡所有对初恋的记忆，生活仍然在继续。感情已经变了，故事中的主角也成熟了（并且学会了一些新笑话）。但最重要的是，我们周围的世界变了。许多 Java 开发人员意识到尽管我们深爱 Java 编程，但也应该抓住开发领域中的新机会，并了解如何利用它们。

 

我将始终爱着你。。。

在最近五年中，对 Java 语言的不满情绪逐渐增多。尽管一些人可能认为 Ruby on Rails 的发展是主要因素，但是我要争辩的是，RoR（被称为 Ruby 专家）只是结果，而非原因。或者，可以更准确地说，Java 开发人员使用 Ruby 有着更深刻、更隐伏的原因。

简单地说，Java 编程略显老态了。

或者，更准确地说，Java 语言 略显老态了。

考虑一下：当 Java 语言最初诞生时，Clinton（第一位）在办公室中，很少有人使用 Internet，这主要是因为拨号是在家里使用网络的惟一方式。博客还没有发明出来，每个人相信继承是重用的基本方法。我们还相信，对象是为对世界进行建模的最好方法，摩尔定律将永远统治着世界。

实际上，摩尔定律引起了行业内许多人的特别关注。自 2002/2003 年以来，微处理器技术的发展使得具有多个 “内核” 的 CPU 得以创造出来：本质上是一个芯片内具有多个 CPU。这违背了摩尔定律，摩尔定律认为 CPU 速度将每隔 18 个月翻一倍。在两个 CPU 上同时执行多线程环境，而不是在单个 CPU 上执行标准循环周期，这意味着代码必须具有牢固的线程安全性，才能存活下来。

学术界已经展开了围绕此问题的许多研究，导致了过多新语言的出现。关键问题在于许多语言建立在自己的虚拟机或解释器上，所以它们代表（就像 Ruby 一样）到新平台的转换。并发冲突是真正的问题所在，一些新语言提供了强大的解决方案，太多的公司和企业对 10 年前从 C++ 到 Java 平台的迁移仍记忆犹新。许多公司都不愿意冒迁移到新平台的风险。事实上，许多公司对上一次迁移到 Java 平台仍心有余悸。

了解 Scala。

 一种可伸缩语言

Scala 是一种函数对象混合的语言，具有一些强大的优点：

• 首先，Scala 可编译为 Java 字节码，这意味着它在 JVM 上运行。除了允许继续利用丰富的 Java 开源生态系统之外，Scala 还可以集成到现有的 IT 环境中，无需进行迁移。
• 其次，Scala 基于 Haskell 和 ML 的函数原则，大量借鉴了 Java 程序员钟爱的面向对象概念。因此，它可以将两个领域的优势混合在一起，从而提供了显著的优点，而且不会失去我们一直依赖的熟悉的技术。
• 最后，Scala 由 Martin Odersky 开发，他可能是 Java 社区中研究 Pizza 和 GJ 语言的最著名的人，GJ 是 Java 5 泛型的工作原型。而且，它给人一种 “严肃” 的感觉；该语言并不是一时兴起而创建的，它也不会以同样的方式被抛弃。

Scala 的名称表明，它还是一种高度可伸缩 的语言。我将在本系列的后续文章中介绍有关这一特性的更多信息。

下载并安装 Scala

可以从 Scala 主页 下载 Scala 包。截止到撰写本文时，最新的发行版是 2.6.1-final。它可以在 Java 安装程序版本 RPM 和 Debian 软件包 gzip/bz2/zip 包中获得，可以简单地将其解压到目标目录中，而且可以使用源码 tarball 从头创建。（Debian 用户可以使用 “apt-get install” 直接从 Debian 网站上获得 2.5.0-1 版。2.6 版本具有一些细微的差异，所以建议直接从 Scala 网站下载和安装。）

将 Scala 安装到所选的目标目录中 — 我是在 Windows® 环境中撰写本文的，所以我的目标目录是 C:/Prg/scala-2.6.1-final。将环境变量 SCALA_HOME 定义为此目录，将 SCALA_HOME/bin 放置于 PATH 中以便从命令行调用。要测试安装，从命令行提示符中激发 scalac -version。它应该以 Scala 版本 2.6.1-final 作为响应。

 函数概念

 

开始之前，我将列出一些必要的函数概念，以帮助理解为何 Scala 以这种方式操作和表现。如果您对函数语言 — Haskell、ML 或函数领域的新成员 F# — 比较熟悉，可以跳到下一节。

函数语言的名称源于这样一种概念：程序行为应该像数学函数一样；换句话说，给定一组输入，函数应始终返回相同的输出。这不仅意味着每个函数必须返回一个值，还意味着从一个调用到下一个调用，函数本质上不得具有内蕴状态（intrinsic state）。这种无状态的内蕴概念（在函数/对象领域中，默认情况下指的是永远不变的对象），是函数语言被认为是并发领域伟大的 “救世主” 的主要原因。

与许多最近开始在 Java 平台上占有一席之地的动态语言不同，Scala 是静态类型的，正如 Java 代码一样。但是，与 Java 平台不同，Scala 大量利用了类型推断（type inferencing），这意味着，编译器深入分析代码以确定特定值的类型，无需编程人员干预。类型推断需要较少的冗余类型代码。例如，考虑声明本地变量并为其赋值的 Java 代码，如清单 1 所示：

清单1.声明本地变量并为其赋值的Java代码

<textarea cols="50" rows="15" name="code" class="java">class BrainDead { public static void main(String[] args) { String message = "Why does javac need to be told message is a String?" + "What else could it be if I'm assigning a String to it?"; } } </textarea>

          

                
Scala 不需要任何这种手动操作，稍后我将介绍。

大量的其他函数功能（比如模式匹配）已经被引入到 Scala 语言中，但是将其全部列出超出了本文的范围。Scala 还添加许多目前 Java 编程中没有的功能，比如操作符重载（它完全不像大多数 Java 开发人员所想象的那样）， 具有 “更高和更低类型边界” 的泛型、视图等。与其他功能相比，这些功能使得 Scala 在处理特定任务方面极其强大，比如处理或生成 XML。

但抽象概述并不够：程序员喜欢看代码，所以让我们来看一下 Scala 可以做什么。

 开始认识您

开始认识您

根据计算机科学的惯例，我们的第一个 Scala 程序将是标准的演示程序 “Hello World”：

清单2.Hello.Scala

<textarea cols="50" rows="15" name="code" class="c-sharp">object HelloWorld { def main(args: Array[String]): unit = { System.out.println("Hello, Scala!") } } </textarea>

          

使用 scalac Hello.scala 编译此程序，然后使用 Scala 启动程序（scala HelloWorld）或使用传统的 Java 启动程序运行生成的代码，注意，将 Scala 核心库包括在 JVM 的类路径（java -classpath %SCALA_HOME%/lib/scala-library.jar;. HelloWorld）中。不管使用哪一种方法，都应出现传统的问候。

清单 2 中的一些元素对于您来说一定很熟悉，但也使用了一些新元素。例如，首先，对 System.out.println 的熟悉的调用演示了 Scala 对底层 Java 平台的忠诚。Scala 充分利用了 Java 平台可用于 Scala 程序的强大功能。（事实上，它甚至会允许 Scala 类型继承 Java 类，反之亦然，但更多信息将在稍后介绍。）

另一方面，如果仔细观察，您还会注意到，在 System.out.println 调用的结尾处缺少分号；这并非输入错误。与 Java 平台不同，如果语句很明显是在一行的末尾终结，则 Scala 不需要分号来终结语言。但是，分号仍然受支持，而且有时候是必需的，例如，多个语句出现在同一物理行时。通常，刚刚入门的 Scala 程序员不用考虑需不需加分号，当需要分号的时候，Scala 编译器将提醒程序员（通常使用闪烁的错误消息）。

此外，还有一处微小的改进，Scala 不需要包含类定义的文件来反映类的名称。一些人将发现这是对 Java 编程的振奋人心的变革；那些没有这样做的人可以继续使用 Java “类到文件” 的命名约定，而不会出现问题。

现在，看一下 Scala 从何处真正脱离传统的 Java/面向对象代码。

本文仅转载部分，详细请点击：

http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-scala01228.html

网上有对本系列的整理：

http://wenku.baidu.com/view/2668ad0abb68a98271fefa90.html

cdsn下载也有资源。