基础
最后更新于：2022-04-01 03:04:58
课程内容:
[TOC=3,3]
## 关于这节课
最初的几个星期将涵盖基本语法和概念，然后我们将通过更多的练习展开这些内容。
有一些例子是以解释器交互的形式给出的，另一些则是以源文件的形式给出的。
安装一个解释器，可以使探索问题空间变得更容易。
### 为什么选择 Scala?
* 表达能力
* 函数是一等公民
* 闭包
* 简洁
* 类型推断
* 函数创建的文法支持
* Java互操作性
* 可重用Java库
* 可重用Java工具
* 没有性能惩罚
### Scala 如何工作?
* 编译成Java字节码
* 可在任何标准JVM上运行
* 甚至是一些不规范的JVM上，如Dalvik
* Scala编译器是Java编译器的作者写的
### 用 Scala 思考
Scala不仅仅是更好的Java。你应该用全新的头脑来学习它，你会从这些课程中认识到这一点的。
### 启动解释器
使用自带的`sbt console`启动。
~~~
$ sbt console
[...]
Welcome to Scala version 2.8.0.final (Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM, Java 1.6.0_20).
Type in expressions to have them evaluated.
Type :help for more information.
scala>
~~~
## 表达式
~~~
scala> 1 + 1
res0: Int = 2
~~~
res0是解释器自动创建的变量名称，用来指代表达式的计算结果。它是Int类型，值为2。
Scala中（几乎）一切都是表达式。
## 值
你可以给一个表达式的结果起个名字赋成一个不变量（val）。
~~~
scala> val two = 1 + 1
two: Int = 2
~~~
你不能改变这个不变量的值.
### 变量
如果你需要修改这个名称和结果的绑定，可以选择使用`var`。
~~~
scala> var name = "steve"
name: java.lang.String = steve
scala> name = "marius"
name: java.lang.String = marius
~~~
## 函数
你可以使用def创建函数.
~~~
scala> def addOne(m: Int): Int = m + 1
addOne: (m: Int)Int
~~~
在Scala中，你需要为函数参数指定类型签名。
~~~
scala> val three = addOne(2)
three: Int = 3
~~~
如果函数不带参数，你可以不写括号。
~~~
scala> def three() = 1 + 2
three: ()Int
scala> three()
res2: Int = 3
scala> three
res3: Int = 3
~~~
### 匿名函数
你可以创建匿名函数。
~~~
scala> (x: Int) => x + 1
res2: (Int) => Int = <function1>
~~~
这个函数为名为x的Int变量加1。
~~~
scala> res2(1)
res3: Int = 2
~~~
你可以传递匿名函数，或将其保存成不变量。
~~~
scala> val addOne = (x: Int) => x + 1
addOne: (Int) => Int = <function1>
scala> addOne(1)
res4: Int = 2
~~~
如果你的函数有很多表达式，可以使用{}来格式化代码，使之易读。
~~~
def timesTwo(i: Int): Int = {
println("hello world")
i * 2
}
~~~
对匿名函数也是这样的。
~~~
scala> { i: Int =>
println("hello world")
i * 2
}
res0: (Int) => Int = <function1>
~~~
在将一个匿名函数作为参数进行传递时，这个语法会经常被用到。
### 部分应用（Partial application）
你可以使用下划线“_”部分应用一个函数，结果将得到另一个函数。Scala使用下划线表示不同上下文中的不同事物，你通常可以把它看作是一个没有命名的神奇通配符。在`{ _ + 2 }`的上下文中，它代表一个匿名参数。你可以这样使用它：
~~~
scala> def adder(m: Int, n: Int) = m + n
adder: (m: Int,n: Int)Int
~~~
~~~
scala> val add2 = adder(2, _:Int)
add2: (Int) => Int = <function1>
scala> add2(3)
res50: Int = 5
~~~
你可以部分应用参数列表中的任意参数，而不仅仅是最后一个。
### 柯里化函数
有时会有这样的需求：允许别人一会在你的函数上应用一些参数，然后又应用另外的一些参数。
例如一个乘法函数，在一个场景需要选择乘数，而另一个场景需要选择被乘数。
~~~
scala> def multiply(m: Int)(n: Int): Int = m * n
multiply: (m: Int)(n: Int)Int
~~~
你可以直接传入两个参数。
~~~
scala> multiply(2)(3)
res0: Int = 6
~~~
你可以填上第一个参数并且部分应用第二个参数。
~~~
scala> val timesTwo = multiply(2) _
timesTwo: (Int) => Int = <function1>
scala> timesTwo(3)
res1: Int = 6
~~~
你可以对任何多参数函数执行柯里化。例如之前的`adder`函数
~~~
scala> (adder _).curried
res1: (Int) => (Int) => Int = <function1>
~~~
### 可变长度参数
这是一个特殊的语法，可以向方法传入任意多个同类型的参数。例如要在多个字符串上执行String的`capitalize`函数，可以这样写：
~~~
def capitalizeAll(args: String*) = {
args.map { arg =>
arg.capitalize
}
}
scala> capitalizeAll("rarity", "applejack")
res2: Seq[String] = ArrayBuffer(Rarity, Applejack)
~~~
## 类
~~~
scala> class Calculator {
| val brand: String = "HP"
| def add(m: Int, n: Int): Int = m + n
| }
defined class Calculator
scala> val calc = new Calculator
calc: Calculator = Calculator@e75a11
scala> calc.add(1, 2)
res1: Int = 3
scala> calc.brand
res2: String = "HP"
~~~
上面的例子展示了如何在类中用def定义方法和用val定义字段值。方法就是可以访问类的状态的函数。
### 构造函数
构造函数不是特殊的方法，他们是除了类的方法定义之外的代码。让我们扩展计算器的例子，增加一个构造函数参数，并用它来初始化内部状态。
~~~
class Calculator(brand: String) {
/**
* A constructor.
*/
val color: String = if (brand == "TI") {
"blue"
} else if (brand == "HP") {
"black"
} else {
"white"
}
// An instance method.
def add(m: Int, n: Int): Int = m + n
}
~~~
注意两种不同风格的评论。
你可以使用构造函数来构造一个实例：
~~~
scala> val calc = new Calculator("HP")
calc: Calculator = Calculator@1e64cc4d
scala> calc.color
res0: String = black
~~~
### 表达式
上文的Calculator例子说明了Scala是如何面向表达式的。颜色的值就是绑定在一个if/else表达式上的。Scala是高度面向表达式的：大多数东西都是表达式而非指令。
### 旁白: 函数 vs 方法
函数和方法在很大程度上是可以互换的。由于函数和方法是如此的相似，你可能都不知道你调用的*东西*是一个函数还是一个方法。而当真正碰到的方法和函数之间的差异的时候，你可能会感到困惑。
~~~
scala> class C {
| var acc = 0
| def minc = { acc += 1 }
| val finc = { () => acc += 1 }
| }
defined class C
scala> val c = new C
c: C = C@1af1bd6
scala> c.minc // calls c.minc()
scala> c.finc // returns the function as a value:
res2: () => Unit = <function0>
~~~
当你可以调用一个不带括号的“函数”，但是对另一个却必须加上括号的时候，你可能会想*哎呀，我还以为自己知道Scala是怎么工作的呢。也许他们有时需要括号？*你可能以为自己用的是函数，但实际使用的是方法。
在实践中，即使不理解方法和函数上的区别，你也可以用Scala做伟大的事情。如果你是Scala新手，而且在读[两者的差异解释](https://www.google.com/search?q=difference+scala+function+method)，你可能会跟不上。不过这并不意味着你在使用Scala上有麻烦。它只是意味着函数和方法之间的差异是很微妙的，只有深入语言内部才能清楚理解它。
## 继承
~~~
class ScientificCalculator(brand: String) extends Calculator(brand) {
def log(m: Double, base: Double) = math.log(m) / math.log(base)
}
~~~
**参考** Effective Scala 指出如果子类与父类实际上没有区别，[类型别名](http://twitter.github.com/effectivescala/#Types%20and%20Generics-Type%20aliases)是优于`继承`的。A Tour of Scala 详细介绍了[子类化](http://www.scala-lang.org/node/125)。
### 重载方法
~~~
class EvenMoreScientificCalculator(brand: String) extends ScientificCalculator(brand) {
def log(m: Int): Double = log(m, math.exp(1))
}
~~~
### 抽象类
你可以定义一个*抽象类*，它定义了一些方法但没有实现它们。取而代之是由扩展抽象类的子类定义这些方法。你不能创建抽象类的实例。
~~~
scala> abstract class Shape {
| def getArea():Int // subclass should define this
| }
defined class Shape
scala> class Circle(r: Int) extends Shape {
| def getArea():Int = { r * r * 3 }
| }
defined class Circle
scala> val s = new Shape
<console>:8: error: class Shape is abstract; cannot be instantiated
val s = new Shape
^
scala> val c = new Circle(2)
c: Circle = Circle@65c0035b
~~~
## 特质（Traits）
`特质`是一些字段和行为的集合，可以扩展或混入（mixin）你的类中。
~~~
trait Car {
val brand: String
}
trait Shiny {
val shineRefraction: Int
}
~~~
~~~
class BMW extends Car {
val brand = "BMW"
}
~~~
通过`with`关键字，一个类可以扩展多个特质：
~~~
class BMW extends Car with Shiny {
val brand = "BMW"
val shineRefraction = 12
}
~~~
**参考** Effective Scala 对[特质的观点](http://twitter.github.com/effectivescala/#Object oriented programming-Traits)。
**什么时候应该使用特质而不是抽象类？** 如果你想定义一个类似接口的类型，你可能会在特质和抽象类之间难以取舍。这两种形式都可以让你定义一个类型的一些行为，并要求继承者定义一些其他行为。一些经验法则：
* 优先使用特质。一个类扩展多个特质是很方便的，但却只能扩展一个抽象类。
* 如果你需要构造函数参数，使用抽象类。因为抽象类可以定义带参数的构造函数，而特质不行。例如，你不能说`trait t(i: Int) {}`，参数`i`是非法的。
你不是问这个问题的第一人。可以查看更全面的答案： [stackoverflow: Scala特质 vs 抽象类](http://stackoverflow.com/questions/1991042/scala-traits-vs-abstract-classes) , [抽象类和特质的区别](http://stackoverflow.com/questions/2005681/difference-between-abstract-class-and-trait), and [Scala编程: 用特质，还是不用特质？](http://www.artima.com/pins1ed/traits.html#12.7)
## 类型
此前，我们定义了一个函数的参数为`Int`，表示输入是一个数字类型。其实函数也可以是泛型的，来适用于所有类型。当这种情况发生时，你会看到用方括号语法引入的类型参数。下面的例子展示了一个使用泛型键和值的缓存。
~~~
trait Cache[K, V] {
def get(key: K): V
def put(key: K, value: V)
def delete(key: K)
}
~~~
方法也可以引入类型参数。
~~~
def remove[K](key: K)
~~~
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