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scala函數語言程式設計(二) scala基礎語法介紹

上次我們介紹了函數語言程式設計的好處,並使用scala寫了一個小小的例子幫助大家理解,從這裡開始我將真正開始介紹scala程式設計的一些內容。

這裡會先重點介紹scala的一些語法。當然,這裡是假設你有一些java或者python的基礎,畢竟大部分人不會將scala當作第一門學習程式設計的語言。

不過這些語法知識記不住也沒關係,本身語法這種東西就應該在使用中被記住。這裡寫這篇的目的也只是梳理一遍,方便大家對語法有個初步的印象,後面可以隨時查詢。

PS:所使用的版本是scala 2.11.8,那我們開始吧

一.scala兩種執行方式

首先,scala有兩種執行方式,分別是在互動式環境執行,以及通過指令碼的方式執行。先執行一下吧,在scala安裝目錄下有一個bin資料夾,在這個資料夾雙擊scala.bat(Windows系統),就可以啟動scala互動環境。當然,一般在安裝scala,都會將“scala目錄/bin”加入到系統的Path變數中,這個時候直接執行cmd,然後輸入scala就可以了。

因為scala也是執行在jvm平臺上的,所以用指令碼方式的話,類似於java那樣,需要先編譯再執行。但是一般我們都會使用IDE來處理。通過我個人是更加喜歡idea的,只要下載免費的社群版就可以滿足日常開發需求。

二.scala變數和型別

2.1 變數

首先,我們先來用一個例子來看看具體語法。在互動式環境中輸出hello world。

//宣告一個字串
scala> val str = "Hello world"
str: String = Hello world

//列印
scala> println(str)
Hello world

相信大家看一眼就能明白這兩行程式碼是幹嘛的,那我就說一點看不出來的。

scala宣告一個變數可以用val和var。val意為這個變數是不可變的,var意為這個變數是可變的。

scala> val num = 1;  //宣告一個不可變的數值型變數
num: Int = 1

scala> num = 2  //因為不可變,所以要更改時,出錯了
<console>:12: error: reassignment to val
       num = 2
           ^

scala> var num_var = 1;  //宣告一個可變的數值型變數
num_var: Int = 1

scala> num_var = 2; //可以改變
num_var: Int = 2

從功能上來說,類似於java的final關鍵字。而且scala語言傾向於讓你多使用val,而少用var。

為什麼呢?

因為能夠更方便得使用併發,在java的併發程式設計中,最喜歡的就是final的變數,因為它都是不變的,隨便怎麼用就怎麼用。而scala所支援的函數語言程式設計,天然就適合非同步和併發,所以做了這樣的處理,包括scala的集合類,預設也是不可變的型別,如果要使用可變的集合,需要手動指定。

2.2 scala資料型別

說完了變數,再來說說scala的資料型別。這裡直接上一張圖。

這張圖說明了scala的資料型別繼承關係,我們先看最上面的Any型別,Any型別是所有資料型別的爸爸,在它裡面定義了equals,toString這些方法,類似於java的object。這一點和java還是比較類似的。

然後接著往下看,Any又有兩個字類,左邊的AnyVal以及右邊的AnyRef。右邊的先不管,那個主要是集合那邊的知識,我們只看左邊的。

AnyVal又被多個數據型別繼承,這些就是日常常用的一些資料型別了,可以看到和Java類似,都是Int,Double,Long這些。對了,這些資料型別,Int,Double,Long什麼的,都是類,不像java,還有分int和Integer。

最後再來看看最下面的Nothing和Null吧,把這倆貨擱在一塊說是因為這幾個概念非常容易混淆,我自己要用的時候還得去查清楚了。

  • java的null(scala也可以用,不過n是小寫):就是代表沒有任何東西,即空。一般新建一個物件,預設值就是這貨。
  • scala的Nothing:所有資料型別的子類,沒有具體的值可以對應到這種型別,也就是說你沒法為Nothing型別賦值,包括null也不行。那可能有的小夥伴就會問了,那要這個玩意幹嘛呢?一般嘛,try catch的返回值就是這種型別,還有程式exit的時候也是返回它,大概就是在不需要返回值的時候,就返回這個意思意思。
  • scala的Null(注意大小寫):是所有集合類的子類,這種型別只能使用null來賦值,可以說基本沒什麼卵用。只要知道有這麼個東西就行。

三.scala面向物件程式設計

是的,你沒看錯,雖然這裡是用scala來進行函數語言程式設計,但scala也同樣提供了OOP的能力,後面有很大的概率也會說到,我們就順帶著簡單介紹一下吧。

還是和java中的概念類似,只不過名字稍稍有些變化。對應過來大概是這樣的:

  • java的interface -> scala的trait (其實trait更類似abstract class)
  • java的abstract class -> 一樣是abstract class
  • java的class -> scala的class和object(關於class和object的區別,會在後面說)

其中,雖然說java的介面對應的是scala的trait,但trait這個東西其實和interface還是有很多不一樣的,比如可以定義變數,可以直接定義方法內容等。當然,沒有構造器和無法接收引數這個還是不變滴。

trait Car {
  val brand: String
}

trait Shiny {
  val shineRefraction: Int
}
class BMW extends Car {
  val brand = "BMW"
}
//通過with關鍵字,一個類可以擴充套件多個特質:

class BMW extends Car with Shiny {
  val brand = "BMW"
  val shineRefraction = 12
}

接下來重點說說class和object。

在scala中,是沒有static這個關鍵字的,那麼這樣一來,很多java的功能就都沒法實現,比如靜態方法,或者是單例模式,或者是沒有main方法。這個時候,object就出現了。

每個class都可以有一個同名的object,這個object被稱之為伴生物件(companion class)。class和object可以互相訪問對方的私有成員(public,private這些許可權訪問和java是一樣的)。

class Json{
  
}
object Json {
  def toJsonObject(str:String):Unit = {
    
  }
  var a = 1
  def main(args:Array[String]):Unit = {
    val json = Json
    json.toJsonObject("......")  //不需要new物件,直接使用toJsonObject方法。

  }
}

得益於object,我們可以像呼叫java靜態方法一樣地寫scala程式碼,而這一切,都要歸功於object。

因為!object裡面的變數,或是方法,都是static的,這裡說的static是方便有java基礎的童鞋理解,scala是沒有static這一個關鍵字的。如果要使用單例,那更簡單,直接定義一個object就行了。

object Timer {
  var count = 0

  def currentCount(): Long = {
    count += 1
    count
  }
}
可以這樣使用:

scala> Timer.currentCount()
res0: Long = 1

接下來說個比較常用的語法糖吧,那就是object的apply方法。當一個類只有一個用途的時候,就可以用它。

scala> class Foo {}
defined class Foo

//有一個apply方法
scala> object FooMaker {
     |   def apply() = new Foo
     | }
defined module FooMaker

//新建object,自動得就呼叫了apply
scala> val newFoo = FooMaker() //賦值的物件是Foo,因為呼叫了FooMaker()的apply 
newFoo: Foo = Foo@5b83f762  

看上面的程式碼,object是不用new出來而可以直接就用的。而用的時候,其實就預設呼叫了這個object的apply方法。

有沒有覺得很熟悉,這其實就是工廠模式。

OK,這些就是scala裡面,有關面向物件的一些基礎知識,當然還有更高階的,比如集合和多型,這些後面用到的時候再說吧。

結語

本次介紹了scala的基礎變數和型別,scala預設是更加推薦使用不可變的變數,而常見的資料型別和java基本差不多,只是名字和用法上有些差別。

而在面向物件這一塊上,也基本和java差不多,只要有java的基礎,熟悉這部分的語法應該不是問題。

那麼按我的理解來說說為什麼scala會有這些改動吧。首先,scala是在java發明後才被創建出來的,其設計理念必然會比java成熟一些,所以也就會想解決一些java的缺陷,比如說java某些語法較為冗餘。而scala則較為靈活一些,比如多了object,不需要每次都new一個物件,再比如有互動式環境。

其次,scala也是為了貼近於函數語言程式設計,函式式的核心,就是編寫無副作用程式碼。而更本質地說,就是將程式碼拆分模組化,各個模組各司其職,不是自己的別瞎動,自己管好自己的事,這個其實和微服務的思想是一樣的。

所以scala才會預設得讓變數是不可變的,就是為了儘量讓程式碼保持不變。

OK,那今天就先說到這吧,下次再說scala語法的重頭戲,集合和函式