Scala入门教程

绝地灬酷狼 2021-09-24 12:08 413阅读 0赞

### 教程目录 ###

*  0x00 教程内容
 *  0x01 Scala 理论
 *   *   *   *   *  1. Scala 基本概念
                 *  2. Scala 交互式命令行
 *  0x03 Scala 基本语法
 *   *   *   *   *  1. 基础语法
                 *  2. 标识符
                 *  3. 注释
                 *  4. 数据类型
                 *  5. 常量和变量
                 *  6. 基本函数
                 *  7. 局部应用
                 *  8. 柯里化函数
                 *  9. 可变长度参数
                 *  10. 类
                 *  11. 构造函数
                 *  12. 继承
                 *  13. 重载方法
                 *  14. 抽象类
                 *  15. 特质
                 *  16. 集合
 *  0xFF 总结

# 0x00 教程内容 #

1.  Scala 基础概念、Scala 交互式命令行
2.  Scala 基础语法：值、标识符、注释、数据类型等
3.  Scala 数据类型、常量、变量
4.  Scala 基本函数、局部应用、柯里化函数
5.  Scala 的可变长度参数、类、构造函数、继承
6.  Scala的重载方法、抽象类、特质、集合等

*  由于是快速入门，所以把一些难点内容忽略了，只把最基础和常用的知识点列举出来，更多学习可以参考Scala官网的指南：[Scala Tutorial][] 。
 *  学习前提：需要先安装好Scala的运行环境，教程有很多，可自行在网上搜索。  
    邵奈一教程：[分布式集群环境之Scala的安装与配置（Centos7）][Scala_Centos7]

# 0x01 Scala 理论 #

##### 1. Scala 基本概念 #####

> Scala是一门多范式的编程语言，一种类似java的编程语言 \[1\] ，设计初衷是实现可伸缩的语言 \[2\] 、并集成面向对象编程和函数式编程的各种特性。——摘自百度百科

a. Scala 的特点

主要有：面向对象、函数式编程、静态类型、扩展性、并发性等等，Scala代码是运行于 JVM（Java 虚拟机）上的，可以跟 Java 代码无缝兼容。Scala与Java语言类似，如果有Java基础，学习起Scala语言是比较顺手的，特别是在Java8上引入了`Lambda` 表达式新特性，与Scala的函数式编程语言就更加相似了。

b. Scala 的地位  
分布式计算引擎 Spark 主要是由 Scala 编写而成，其中有小部分的 Java ；分布式流处理平台 Kafka 和分布式处理引擎 Flink 也是由 Scala 和 Java编写的；学会 Scala 编程是大数据领域必备的技能。

##### 2. Scala 交互式命令行 #####

想要执行Scala代码可以通过交互式命令方式进行，与 MySQL、Python 等类似。  
如果在你本地电脑上安装好了Scala，可以直接运行，如Windows系统：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NoYW9jazIwMTg_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
如果配置了环境变量，也可以直接在运行界面上输入`scala`，然后进入执行界面。

输入简单的代码：

scala> 1 + 1
    res0: Int = 2
    scala>

代码解释：res0 是解释器自动创建的变量，是表达式的计算结果。类型为 Int ，值为 2。

在Linux或者Mac也一样，直接输入`scala`即可进入交互式命令行模式：  
![在这里插入图片描述][20200703162626715.png]  
退出只需要按 Ctrl \+ D 即可。

# 0x03 Scala 基本语法 #

在 Scala 命令行中执行的好处是简单方便，可以快速得到结果，还可以看到返回的类型，如上面的1+1运算，可以看到返回的结果为Int类型，对于初学者比较友好，所以我们接下来主要是在命令行中执行。

##### 1. 基础语法 #####

def HelloWorld() { 
        println("Hello, shaonaiyi!") 
    }
    HelloWorld()

复制过去，然后回车，即可显示如下结果：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NoYW9jazIwMTg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
解释：

*  Scala 语句末尾是不需要分号（`;`）结束的，当然加也可以；Java 是要以分号（`;`）结束。
 *  `def main(args: Array[String])`，main 方法是 Scala 程序的入口，与 Java 一样，每个 Scala 程序都必须定义的。

提示：

*  如果输入错了，可以多按几个`回车键`退出，然后重新输入。

##### 2. 标识符 #####

对象，类，变量和方法的名称称为`标识符`。

1.  字母数字标识符

关键字不能用作标识符，标识符区分大小写。

在 Scala 中标识符只能包括`字符`、`数字`和`下划线`，并且只能以`字符`和`下划线`开头，如：hi、\_shao、naiyi\_888等等。

`$`字符是Scala中的保留关键字，不应在标识符中使用。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NoYW9jazIwMTg_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
2. 运算符标识符

运算标识符由一个或多个运算符组成，运算符是可以打印的 ASCII 码，比如：`+`、`*`、`-`、`/`、`?`、`:`、`~`等等。

运算标识符有：`+`、`++`、`:::`、`<?>`、`:>`等等。

1.  混合标识符

混合标识符由一个字符数字标识符、下划线和一个运算标识符组成，比如：`unary_+`、`var_=`。在这里，`unary_+`定义了一个一元`+`运算符，`myvar_=`用来作为方法名称定义了一个赋值运算符。

1.  文字标识符

用\`\`（键盘左上角数字1左边按键）符号包含任意字符都是文字标识符，如：

\`shaonaiyi\`

##### 3. 注释 #####

Scala 中的注释和 Java 中的注释一样：

object HelloWorld { 
        /* * 这是块注释 * 这是块注释 */
        def main(args: Array[String]) { 
            // 这是行注释
            println("Hello, shaonaiyi")
        }
    }

##### 4. 数据类型 #####

Scala 中的数据类型和 Java 完全一样，占用内存和精度也一样。如下表：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>数据类型</th> 
   <th align="left">描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Byte</td> 
   <td align="left">8 位有符号值，范围：-128~127</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Short</td> 
   <td align="left">16 位有符号值，范围：-32768~32767</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Int</td> 
   <td align="left">32 位有符号值，范围：-2147483648~2147483647</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Long</td> 
   <td align="left">64 位有符号值，范围： -9223372036854775808~9223372036854775807</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Float</td> 
   <td align="left">32 位 IEEE754 单精度浮点数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Double</td> 
   <td align="left">64 位 IEEE754 双精度浮点数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Char</td> 
   <td align="left">16 位无符号 Unicode 字符，范围：U+0000~U+FFFF</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>String</td> 
   <td align="left">字符串</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Boolean</td> 
   <td align="left">布尔值：true / false</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Unit</td> 
   <td align="left">表示没有值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Null</td> 
   <td align="left">空或空引用</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Nothing</td> 
   <td align="left">每一个其他类型的子类型，包括无值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Any</td> 
   <td align="left">任何类型的超类型，任何 object 都是 Any 类型的</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>AnyRef</td> 
   <td align="left">任何引用类型的超类型</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

说明：上表列出的数据类型都是对象，Scala没有Java中的原生类型，在Scala是可以对数字等基础类型调用方法的。

##### 5. 常量和变量 #####

使用`val`声明常量（也称为`值`），使用`var`声明变量。如：

scala> val a = 1
    a: Int = 1
    
    scala> a = 2
    <console>:12: error: reassignment to val
           a = 2
             ^
    
    scala> var name = "shaonaiyi"
    name: String = shaonaiyi
    
    scala> name = "shaonaiyi888"
    name: String = shaonaiyi888
    
    scala> name
    res2: String = shaonaiyi888

解释：

*  用val申明的`a`是常量，不能重新被赋值，否则会报错。
 *  用var申明的`name`是变量，可以重新被赋值。

##### 6. 基本函数 #####

函数的形式如下所示：

def functionName ([list of parameters]) : [return type] = { 
       function body
       return [expr]
    }

在 Scala 命令行中，输入如下代码：

def add(a: Int): Int = { 
        return a + 1
    }
    var res = add(1)
    println(res)

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NoYW9jazIwMTg_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
代码解释：定义了一个add函数，返回类型为Int，参数a的类型也是Int，返回结果为参数+1，然后调用add函数，结果赋予res。简而言之，这就是一个加1的函数。

简洁写法：

1.  如果函数`不带参数`，调用函数的时候`可不写括号`；
2.  函数体中的语句如果`只有一条表达式`，可以`省略函数的大括号`。

如：

def add(): Int = 1 + 1
    var res2 = add
    println(res2)

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NoYW9jazIwMTg_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

##### 7. 局部应用 #####

局部应用（Partial application），也译作“偏应用”或“部分应用”；

def add(a: Int, b: Int) :Int = { 
        return a + b
    }
    var add1 = add(1, _:Int)
    var add2 = add1(2)
    println(add2)

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NoYW9jazIwMTg_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]  
代码解释：定义了一个加法函数add，将其赋值给add1，即add1为新的函数，此处`add(1, _:Int)`的 `_` 则为局部应用的体现，表示任意的参数，类似于一个通配符。 `_` 也可以表示成一个匿名函数，在此不做过多解释，在大数据的代码中用非常多。`add1(2)`，传入了一个参数，自动替换`add(1, _:Int)`的 `_` ，可以简单了解为只是应用了部分的参数。

##### 8. 柯里化函数 #####

柯里化（ Currying， 也译作“局部套用”），柯里化指的是将原来接受`两个`参数的函数变成新的接受`一个`参数的函数的过程。新的函数返回一个以原有第二个参数为参数的函数。

想象这样一种情景：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。

你可以直接传入两个参数，也可以填上第一个参数然后局部应用第二个参数。

def add(x: Int)(y: Int) :Int = { 
        return x + y
    }
    var add1 = add(1)(2)
    var add2 = add(2) _
    var add3 = add2(3)
    println(add1)
    println(add3)

经过这个过程，就可以实现在你的函数上应用一些参数，然后又应用上另外的一些参数了。  
其实这里跟局部应用相类似。

又如下面的一种场景，在scala中定义2个整数相乘运算的函数，具体如下：  
`def multiplie2par(x:Int,y:Int)=x*y`

使用柯里化技术可以将上述2个整数的乘法函数改修为接受一个参数的函数，只是该函数返回的是一个以原有第二个参数为参数的函数。  
`def multiplie1par(x:Int)=(y:Int)=>x*y`

代码解释：  
`multiplie1par(x:Int)`为接收一个参数的新等价函数，`(y:Int)=>x*y`则是新等价函数的返回体，它本身就是一个函数（严格上讲应该是一个匿名函数），参数是除了等价新函数的参数外原函数剩余的参数。其实就是参数 `x`，然后函数体里面的参数为 `y`，变换了位置了。

上述使用柯里化技术得到的等价新函数，在 Scala 语言中还可以进一步简化，将第一个等号去掉，将 `=>` 写成等号 `=`：  
`def multiplie1par1(x:Int)(y:Int)=x*y`  
此处与普通函数的区别是这里的两个参数是写成两个括号的，不是一个括号。

##### 9. 可变长度参数 #####

我们可以向方法中传入任意`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：

// 把所有单词改为首字母大写
    def capitalizeAll(args: String*) = { 
        args.map {  arg =>
            arg.capitalize
        }
    }
    var str = capitalizeAll("shao", "nai", "yi")
    println(str)

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NoYW9jazIwMTg_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]

##### 10. 类 #####

class Calculator { 
        val name: String = "shaonaiyi"
        def add(m: Int, n: Int): Int = m + n
    }
    val calc = new Calculator
    println(calc.name)
    println(calc.add(1, 1))

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NoYW9jazIwMTg_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]  
代码解释：定义了一个 `Calculator` 类，在类中用 `def`定义方法和用`val`定义字段值。

##### 11. 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。增加一个构造函数参数，并用它来初始化内部状态。

// 这是一个构造函数
    class Calculator(name: String) { 
    
        val color: String = if (name == "shaonaiyi") { 
            "red"
        } else if (name == "shaonaier") { 
            "green"
        } else { 
            "blue"
        }
    
        // 实例方法
        def add(m: Int, n: Int): Int = m + n
    }

// 使用构造函数来构造一个实例
    val calc = new Calculator("shaonaier")
    calc.color

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NoYW9jazIwMTg_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]Scala 是高度面向表达式的：大多数东西都是表达式而非指令。我们将颜色的值就是绑定在一个`if/else`表达式上的。

##### 12. 继承 #####

class ScientificCalculator(name: String) extends Calculator(name) { 
        def log(m: Double, base: Double) = math.log(m) / math.log(base)
    }

与Java的集成没区别，也是用 `extends`。

注意： Scala类没有多继承，如：

class Student {
        val id: Int = 7
        }
    class Teacher {
        val id: Int = 17
        }

假设可以有:

`class TeacherAssistant extends Student, Teacher { ... }`

如果要求返回 `id` 时, 就没办法确定返回哪个的 `id`。

##### 13. 重载方法 #####

class EvenMoreScientificCalculator(name: String) extends ScientificCalculator(name) { 
      def log(m: Int): Double = log(m, math.exp(1))
    }

方法重载指的是在一个类中定义多个同名的方法，但要求每个方法具有不同的`参数类型`或`参数个数`。

##### 14. 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。

// 定义抽象类
    abstract class Shape { 
        def getArea():Int    // subclass should define this
    }
    
    // 扩展抽象类
    class Circle(r: Int) extends Shape { 
        def getArea():Int = {  r * r * 3 }
    }
    
    val c = new Circle(2)

代码解释：定义了一个抽象类 Shape，里面定义了一个`getArea`的方法，但是没有实现它，而是定义了一个子类 `Circle`来继承 Shape 抽象类，然后在此子类中进行了 `getArea` 方法实现。

抽象类定义了一些没有实现的方法，而且抽象类无法被实例化，**但可以由抽象类的子类来定义抽象类里面未实现的方法。**

##### 15. 特质 #####

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。不同于类继承，class 可以扩展多个 Traits，与Java中的`接口`类似。

trait Car { 
      val brand: String
    }
    
    trait Shiny { 
      val shineRefraction: Int
    }
    
    class BMW extends Car { 
      val brand = "BMW"
    }
    
    val car = new BMW
    println(car.brand)

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
    }

BMW类继承了Car类，而且混入了 Shiny 类的特质，所以BMW类其实是有两种特点的。

##### 16. 集合 #####

Scala 提供了丰富的集合库，包括：`列表（List）`、`集合（Set）`、`映射（Map）`、`选项（Option）`、`元组（Tuple）`：

scala> val x1 = List(1, 2, 3, 4, 5)
    x1: List[Int] = List(1, 2, 3, 4, 5)
    
    scala> println(x1)
    List(1, 2, 3, 4, 5)
    
    scala> val x2 = Set(1, 2, 3)
    x2: scala.collection.immutable.Set[Int] = Set(1, 2, 3)
    
    scala> println(x2)
    Set(1, 2, 3)
    
    scala> val x3 = Set(1, 2, 3, 3)
    x3: scala.collection.immutable.Set[Int] = Set(1, 2, 3)
    
    scala> println(x3)
    Set(1, 2, 3)
    
    scala> val x4 = Map("one" -> 1, "two" -> 2)
    x4: scala.collection.immutable.Map[String,Int] = Map(one -> 1, two -> 
    
    scala> println(x4)
    Map(one -> 1, two -> 2)
    
    scala> val x5 = (2, "two")
    x5: (Int, String) = (2,two)
    
    scala> println(x5)
    (2,two)
    
    scala> val x6:Option[Int] = Some(5)
    x6: Option[Int] = Some(5)
    
    scala> println(x6)
    Some(5)

如果有编程基础，相信大家大概也能猜得到含义。此处主要解释Some和Option：

*  Option类型代表任意的值，多用在集合操作中，它可以存储任意类型的值，Option实例就是`Some`或者`None`对象实例。
 *  `Some`和`None`都是它的子类，他们都是final类，所以不能再有派生子类了。
 *  Option类型数据可以使用大部分的集合操作，Option数据存取其实是对`Some`对象的操作。

请参考此文章：[Scala：Option、Some、None][Scala_Option_Some_None]

Scala的其他集合操作详细教程请看：[Scala常规操作之数组、List、Tuple、Set、Map][Scala_List_Tuple_Set_Map]

# 0xFF 总结 #

1.  Scala内容比较多，特别是各种各样的算子操作，需要多学习一下，但是入门写个HelloWorld其实此篇文章已经够用了。
2.  最好大家有Java基础，因为很多内容都是相同的，包括入门大数据，个人也建议应该有个Java基础。

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**福利：**  
[邵奈一的技术博客导航][Link 6]  
[邵奈一][Link 1] 原创不易，如转载请标明出处。

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[Scala Tutorial]: https://docs.scala-lang.org/zh-cn/tour/tour-of-scala.html
[Scala_Centos7]: https://blog.csdn.net/shaock2018/article/details/89394239
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NoYW9jazIwMTg_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20210923/967e119ca8014292bf258a41b0b5c5f1.png
[20200703162626715.png]: /images/20210923/19fe28c3080d4572a8acb5048f19a937.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NoYW9jazIwMTg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20210923/cc974b8c6fb64d8bb36a470d63c6a8e1.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NoYW9jazIwMTg_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20210923/164334146d9c41d9a9bf88467b5ce742.png
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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NoYW9jazIwMTg_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: /images/20210923/11b741f2a4b94590820400de8a45ee08.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NoYW9jazIwMTg_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]: /images/20210923/a468dd428b004a3b8d2a8e09afea7689.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NoYW9jazIwMTg_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]: /images/20210923/87c39414159c49c6a1acbf51212c8e73.png
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[Scala_Option_Some_None]: https://blog.csdn.net/bdmh/article/details/50238175
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