Scala入门基础

前言

Scala是一门多范式的编程语言。是一种纯面向对象的语言，每个值都是对象。同时也是一种函数式语言，其函数也能当成值来使用。由于Scala整合了面向对象和函数式编程的特性，因此Scala相对于Java、C#、C++等其它语言更简洁。本文章将通过简单的案例教会大家如何简单的使用Scala编程，大家也可以模仿案例动手实践有助于自己入门学习。

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目录

编程准备

1 数据类型

1.1常用数据类型

2 常量与变量

2.1 声明常量

2.2 声明变量

3 运算表达式

4 Array（数组）

4.1 定义数组

4.2 定义多维数组

4.3 数组的基本操作方法

4.4 数组的常用方法

4.5 长度可变数组

5 函数

5.1 函数定义和调用

5.2 函数种类

5.2.1 普通函数

5.2.2 匿名函数

5.2.3 高阶函数

5.2.4 参数变长函数

6 控制结构

6.1 if判断

6.2 循环

6.2.1 while循环

6.2.2 for循环

6.3 循环控制

7 Tuple（元组）

7.1初始化元组

7.2 访问元组

7.3 迭代元组

7.4 元组转字符串

8 List（列表）

8.1 初始化列表

8.2 常用方法

8.3 可变列表

9 Vector（向量）

10 Set（集合）

10.1 初始化Set

10.2 Set操作

11 Map（映射）

11.1 初始化

11.2 Map操作

12 函数组合器

12.1 map

12.2 foreach

12.3 filter

12.4 flatten

12.5 flatMap

12.6 groupBy

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安装配置

Scala也是运行在JVM上的语言，所以必须确认环境中安装了Java。

直接在官网下载（点击此处进入下载官网）。

Windows安装点击文中蓝色字体下载安装包。

Linux和macOS官网给出的是终端命令进行下载安装。

在本地高级系统设置中添加bin目录地址环境即可。

系统环境变量：

新建

SCALA_HOME

# 变量值替换成自己的安装路径

G:\scala-2.12.11

Path环境变量：

%SCALA_HOME%\bin

即可进入终端测试：

Scala解释器也称REPL（Read-Evaluate-Print-Loop，读取-计算-打印-循环）。Win+R输入“cmd”打开命令提示符，直接输入“scala”就能进入REPL。也可以直接在Win+R中运行对话框中输入“scala”。

 Scala的REPL提供paste模式，用于编写大量的代码，输入“:paste”代码编写完成后可以通过“Ctrl+D”组合键退出paste模式。

:paste

 

1 数据类型

1.1常用数据类型

Float和Double都表示浮点数，浮点数后面有f或F后缀时，表示这是一个Float类型，否则为Double类型。

String表示字符串，其用法是双引号包含一系列字符，单引号会报错。

 Scala会区分不同类型值，并基于使用值的方式来确定其类型，称之为类型推断。例如在加法中混用Int和Double类型时，Scala会确定其结果值为Double类型。

2 常量与变量

Scala中数据分为两种类型，常量（也称值）和变量。通过“val"定义常量，通过”var“定义变量。

2.1 声明常量

val name:type=initial_value

val关键字后面跟着常量、类型、等号和初始值。由于Scala具备类型推断功能，因此定义常量时可以不用显示地说明其数据类型。

若是需要显式地指明常量类型，可以在常量名后通过”:type“说明其类型。

常量名要求以字母或下划线开头后面跟着其他的字母、数字或下划线。注意变量名中不能使用美元符号（$）。

一旦初始化常量val，就不能再进行修改，若强行修改会提示”error: reassignment to val“的错误。

2.2 声明变量

变量的命名规则与常量一样，变量也可以不显式地说明其数据类型，但值得注意的是，只能将同类型的值重新赋值给变量，否则会提示” error: type mismatch“的错误。

var name:type=initial_value

而与var则不同， 变量定义之后还能重新赋值，注意只能修改为同类型值。

 

3 运算表达式

4 Array（数组）

4.1 定义数组

数组是一种存储了相同类型元素的固定大小的顺序集合。

var name:Arry[type] = new Array[type](num)或

var name:Array[type] = Array[type](ele1, ele2, ...)

例如，声明一个不可变数组array1，长度是3，并为每个元素设置值。

初始化方式1：

var array1:Array[String]=new Array[String](3)
array1(0)="baidu";array1(1)="google";array1(2)="edge"

初始化方式2：

var array1:Array[String]=Array[String]("baidu", "google", "edge")

4.2 定义多维数组

多维数组一个数组中的值可以是另一个数组，另一个数组的值也可以是一个数组。定义一个包含3个数组的二维数组。

初始化方式1：

var mdarr:Array[Array[Int]]=new Array[Array[Int]](n)

mdarr(0)=Array();mdarr(1)=Array();mdarr(2)=Array()

下面定义一个 3行的二维数组mdarr。

var mdarr:Array[Array[Int]]=new Array[Array[Int]](3)

 初始化方式2：

var mdarr:Array[Array[Int]]=Array(Array(),Array(),Array())

直接定义一个3行3列的二维数组madrr1。 

var mdarr1:Array[Array[Int]]=Array(Array(1,2,3),Array(2,3,4),Array(3,4,5))

4.3 数组的基本操作方法

4.4 数组的常用方法

下表中为Scala中处理数组的重要方法，使用前需要引入包 import Array._

合并连接数组：连接两个数组既可以使用操作符“++”，也可以使用concat方法。但是使用concat方法需要先引入包“import Array._”。

4.5 长度可变数组

初始化ArrayBuffer数组：

创建可变数组需要导入包 import scala.collection.mutable.ArrayBuffer

val arrbuf:ArrayBuffer[type]=new ArrayBuffer[type]()

import scala.collection.mutable.ArrayBuffer
val arrbuf:ArrayBuffer[Int]=new ArrayBuffer[Int]()

使用+=操作符，可以添加一个或多个元素。

使用++=操作符，可以添加其它集合中的所有元素。

5 函数

5.1 函数定义和调用

定义函数

def functionName (参数列表) : [return type] = {}

例如，定义一个函数add，返回两个整型数据之和。

def add (x:Int, y:Int):Int = {x+y}

 

 此处两种函数作用效果一样，上面函数直接返回相加的结果，下面函数通过定义中间量sum计算两个整型的和并返回。

:paste
def add (x:Int, y:Int):Int = {
    var sum = 0
    sum = x+y
    return sum
}

函数的定义由def关键字开始，add为函数名，紧接着是可选的参数列表需要指定参数类型，之后冒号“:”后接着函数的返回类型，一个等号“=”，最后“{}”部分为函数的方法体。

如果函数无返回值，则函数的返回类型为Unit。

 调用函数

函数一旦定义，可通过函数名调用。

functionName(参数列表) 

 函数可以赋值给变量，注意，赋值给变量需要在函数后面加空格和下划线。

5.2 函数种类

5.2.1 普通函数

函数一旦定义完成，可通过函数名调用函数。

:paste
def add (x:Int, y:Int):Int = {
    var sum = 0
    sum = x+y
    return sum
}

5.2.2 匿名函数

匿名函数即在定义函数时不给出函数名，经常成为“Lambda表达式”。匿名函数使用箭头“=>”定义，箭头左边是参数列表，箭头右边是表达式，表达式将产生函数的结果。

(参数列表) => 表达式

 

调用匿名函数可以将函数赋值给一个常量或变量，通过常量名或变量名调用该函数 。

val addInt = (a:Int, b:Int)=>a+b

 如果函数中的每个参数在函数中最多只出现一次，则可以用占位符“_“代替参数，与上个示例函数相同 。

5.2.3 高阶函数

高阶函数即操作其它函数的函数。高阶函数可以使用函数作为参数，也可以使用函数作为输出结果。

高阶函数经常将只需要执行一次的函数定义为匿名函数作为参数。 

val f = (a:Int, b:Int)=>a+b
def addInt(f:Int, c:Int):Int={f+c}
addInt(f(2,3),4)

上函数将匿名函数单独定义调用，下函数在addInt函数内直接定义匿名函数f复用定义相加功能，实现三个数相加的功能。值得注意的是，下函数在函数中定义匿名函数f时只是进行了函数定义，并没有写明代码功能，再进行调用时，可以定义其它运算功能复用。

:paste
def addInt(a:Int, b:Int, c:Int, f:(Int, Int)=>Int):Int = {
    return f(a,b)+c
}
val result = addInt(3,4,5,(x,y)=>{x+y})

 

5.2.4 参数变长函数

有时需要将函数定义为参数个数可变的形式，此时可使用变长参数定义函数。

例如，定义一个函数sum传入int类型的数据列表sum，通过for循环遍历列表nums进行累加操作。

:paste
def sum(nums:Int*):Int = {
    var res = 0
    for (num<-nums) {
        res += num
    }
    return res
}

6 控制结构

6.1 if判断

if (布尔表达式1) {

        // 若布尔表达式1为true 则执行该语句块

}else if (布尔表达式2) {

        // 若布尔表达式2为true 则执行该语句块

}else {

        // 若以上条件都为false 执行该语句块

}

例如，通过if循环判断i的大小区间并对各区间结果进行输出。 

var i=5
:paste
if (i<5) {
    println("i小于5")
} else if (i>5) {
    println("i大于5")
} else {
    println("i等于5")
}

 

6.2 循环

6.2.1 while循环

while先判断后执行，do while先执行后判断。

当不满足循环条件时，while循环一次都不会执行，do while循环至少执行一次。

 while (表达式) {

        循环体

}

do {

        循环体

} while (表达式)

var a=21
while (a<=20) {
    println(a)
    a+=1
}
var b=21
do {
    println(b)
    b+=1
} while (b<=20)

 

6.2.2 for循环

 for (变量<-表达式) {

        语句块

}

 其中”变量<-表达式“被称为”生成器“。

to遍历方式，前后闭合

var a=0
for (a<-1 to 5) {
    println("Value of a:"+a)
}

until遍历方式，前闭合后开

var a=0
for (a<-1 until 5) {
    println("Value of a:"+a)
}

 遍历数组列表

var a=0
val numArray=Array(1,2,3,5)
for (a<-numArray) {
    println("Value of a:"+a)
}

 for循环中使用if判断语句，循环守卫。等效for循环嵌套if判断。

var a=0
val numArray=Array(1,2,3,4,6,8,9)
for (a<-numArray if a!=3 if a<8) {
    println("Value of a:"+a)
}
 
var a=0
val numArray=Array(1,2,3,4,6,8,9)
for (a<-numArray) {
    if (a!=3 && a<8) {
        println("Value of a:"+a)
    }
}

 

 for推导式，迭代原数组列表构造新数组列表。

for { 子句 } yield { 变量或表达式 } 

var a=0
val numArray=Array(1,2,3,4,6,8,9)
var restVal=for {a<-numArray if a!=3 if a<8} yield a
for (a<-restVal) {println("Value of a:"+a)}

 

6.3 循环控制

为了提前终止整个循环或跳到一下个循环，Scala没有break和continue关键字。

Scala提供了一个Breaks类（位于包scala.util.control）。

Breaks类有两个方法用于对循环结构进行控制，即breakable和break。

breakable {

        ...

        if ( ... ) break

        ...

}

import scala.util.control.Breaks._

 for遍历在breakable方法体中

val array=Array(1,3,10,5,4)
breakable {
    for (i<-array) {
        if (i>5) break
        println(i)
    }
}

breakable方法在for循环方法内

val array=Array(1,3,10,5,4)
for (i<-array) {
    breakable{
        if (i>5) break
        println(i)
    }
}

 

7 Tuple（元组）

元组与数组列表一样不可变，但与数组列表不同的是元组可以包含不同类型的元素。

元组的索引从1开始（_1、_2），最大长度支持22。

7.1初始化元组

初始化方式1：

var tup=()

 

初始化方式2：

new Tuple后直接加数字表示数组列表的长度。

var tup=new TupleInt()

 

7.2 访问元组

tup._1

7.3 迭代元组

tup.productIterator.foreach(i=>{println("Value:"+i)})

7.4 元组转字符串

使用Tuple.toString()方法将元组的所有元素组合成一个字符串。

8 List（列表）

8.1 初始化列表

不同于Java的java.util.List，Scala的List一旦被定义就不能改变值，因此声明List时必须初始化。

初始化方式1：

val listName:List[type] = List(ele1,ele2,...)

val list:List[String]=List("baidu","google","edge")
val list1:List[Int]=List(1,2,3)
val list2:List[List[Int]]=List(List(1,2,3),List(4,5,6))

 

初始化方式2：

val listName:List[type] = ele1::ele2::...::Nil

 其中构造列表的两个基本单位时Nil和::，Nil也可以表示为一个空列表，::称为中缀操作符，表示列表从前端拓展，遵循右结合。

val list:List[String]="baidu"::"google"::"edge"::Nil
val list1:List[Int]=1::2::3::Nil
val list2:List[List[Int]]=(1::2::3::Nil)::(4::5::6::Nil)

8.2 常用方法

 连接列表可以使用 ::: 运算符 或List.:::()方法 或List.concat()方法连接两个或多个列表。

::: 运算符 和List.:::()方法的结果是不同的。

:::运算符在列表后添加，List.:::() 方法在列表前添加。

val site1 = List("google","baidu","edge")
val site2 = List("taobao","facebook")
 
val site3 = site1:::site2
val site4 = site1.:::(site2)
val site5 = List.concat(site1,site2)

 

8.3 可变列表

初始化ListBuffer列表：

创建可变列表需要导入包 import scala.collection.mutable.ListBuffer

val list:ListBuffer[type]=new ListBuffer[type]()

import scala.collection.mutable.ListBuffer
val list:ListBuffer[Int]=new ListBuffer[Int]()

 使用+=操作符 或append 方法，可以添加一个或多个元素。

使用++=操作符可以添加其它集合中的所有元素。

toList 方法转换为List

toBuffer 方法转换为可变数组

 list.-= 删除指定值

remove 方法按照索引删除

listBuffer.-=("baidu")
listBuffer.remove(0,2)

9 Vector（向量）

向量类似动态数组的功能

 val vectorName:Vector[Type] = Vector(n1, n2, ,...)

访问向量

val vector1:Vector[Int]=Vector(1,2,3)
vector1(0)

连接向量

可以使用 +: 或 :+ 连接向量和元素

:和+前后的位置根据vector的位置来定

val vector1:Vector[Int]=Vector(1,2,3)
val vector2:Vector[Int]=4+:5+:vector1
val vector3:Vector[Int]=vector1:+4

10 Set（集合）

Set是没有重复对象的集合，所有元素都是唯一的。

Scala集合分为可变集合和不可变集合。

默认使用不可变集合，可变集合需要导入包 import scala.collection.mutable.Set

10.1 初始化Set

val setName:Set[type] = Set(ele1, ele2, ...)

import scala.collection.mutable.Set
val set:Set[Int] = Set(1,2,3)

 

10.2 Set操作

Set的方法与列表中同类方法的用法相同，合并列表使用“:::”或concat方法，而合并两个集合使用“++”方法。

val set1:Set[Int] = Set(4,5,6)
val set2:Set[Int] = Set(4,5,8)
set1.&(set2)
set1.intersect(set2)

 

+= 或 add添加元素

-= 或 remove移除指定元素

 

11 Map（映射）

Map是一种可迭代的键值对结构，所有的值都可以通过建来获取。

键都是唯一的，但值可以不唯一。

同样，Scala映射分为可变映射和不可变映射。

默认使用不可变映射，可变映射需要导入包 import scala.collection.mutable.Map

11.1 初始化

val MapName:Map[keyType, valueType]=Map(key1->value1, key2->value2, ...)

val map:Map[String, Int]=Map("a"->1, "b"->2, "c"->3)

11.2 Map操作

只有可变集合才能添加元素，使用+=添加元素。

 

 Map映射与Set集合操作函数用法相同，可以使用++运算符 或Map.++()方法连接两个Map，Map合并时会移除重复的key。

12 函数组合器

Scala为各种数据结构提供了很多函数组合器，运用函数组合器的操作会在集合中的每个元素上分别应用一个函数，即组合器的参数都是一个函数。

12.1 map

map是指通过一个函数重复计算列表中的所有元素，并返回一个相同数量元素的新列表。

例如，声明一个整型列表，使用map对列表num中的每个元素进行平方计算。

val num:List[Int] = List(1,2,3,4,5)
num.map(x=>x*x)

12.2 foreach

foreach和map类似，但是foreach没有返回值，只是为了对参数进行作业。

例如，使用foreach对列表num中的每个元素进行平方并打印出来。

val num:List[Int] = List(1,2,3,4,5)
num.foreach(x=>print(x*x+"\t"))

12.3 filter

filter过滤函数移除传入函数的返回值为false的元素。

例如，过滤移除列表num中的奇数，得到只保留偶数的列表。

val num:List[Int] = List(1,2,3,4,5)
val result = num.filter(x=>x%2==0)

12.4 flatten

flatten可以把嵌套结构展开，或者说flatten可以将一个二维的列表展开成一个一维的列表。

例如，定义一个二位列表list，通过flatten即可将其变成一维数组。

val list:List[List[Int]] = List(List(1,2,3), List(4,5,6))
list.flatten

12.5 flatMap

flatMap结合了flatten和map的功能，接收一个可以处理嵌套列表的函数，然后将返回结果连接起来。

val list:List[List[Int]] = List(List(1,2,3), List(4,5,6))
list.flatMap(x=>x.map(_*2))

 

12.6 groupBy

groupBy是对集合中的元素进行分组操作，结果得到一个Map。

例如，对1~10之间的数字根据奇偶数进行分组，groupBy传入参数是一个计算偶数的函数，得到的结果是一个包含两个键值对的Map，键为false对应的值为奇数的列表，键为true对应的值为偶数的列表。

val num:List[Int] = List(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)
num.groupBy(x=>x%2==0)