Scala学习笔记-方便查找使用 为Spark学习打基础

注意

本文适合有C、C++、Java等编程语言基础的人查看。

伊始

为什么是Scala

毕业设计所逼，我课题是《基于spark的实时音乐推荐系统》，而Spark是用Scala开发的，使用Scala必然最合适。虽然Spark提供了Java、Python等的API，但貌似效果不如Scala。
且Scala自身较为独特，和Java还有很深的渊源，毕竟可以说Scala和Java8.0都出自一人之手。

网课

自己找了个网课，开干。

环境

电脑环境安装

xxx

关于版本的声明

注意，不同的Scala版本，可能会有不同的运行结果。选择版本时，要兼顾Spark等其它框架、软件的要求

我的环境和版本

后文所有内容都将基于以下版本展开，最新情况请参考官方文档

• java version “1.8.0_201”
• Scala code runner version 2.11.8
• IntelliJ IDEA 2018.2.4 (Ultimate Edition)
  构建 #IU-182.4505.22, 建于 September 18, 2018
  Subscription is active until January 1, 2100
  JRE: 1.8.0_152-release-1248-b8 amd64
  JVM: OpenJDK 64-Bit Server VM JetBrains s.r.o
• Windows 10 10.0

补充：于2021年4月2日将IDEA切换为IntelliJ IDEA 2020.3.3 (Ultimate Edition)
补充：于2021年4月5日将Scala由2.11.8切换为2.13.5

IDEA插件安装

若在idea内无法下载，需要前往idea官网下载后再安装，注意插件版本问题！！！ 插件需要根据idea版本选择

IDEA关联Scala源码

xxxx

基础部分1

文档注释和生成

注释
对于方法（函数）的注释，写好方法后，在其上一行键入/**并按回车，其注释模板会自动补全：

/**
  * @example
  * 输入10和20 输出30
  * @param number1 数字1
  * @param number2 数字2
  * @return 两数之和
  */
def plus(number1: Int, number2: Int): Int = {
   
	return number1 + number2;
}

文档生成
在powershell中（保证路径无误）：

scaladoc.bat -d d:\scala\mydoc\ TestScala.scala

字符串的三种输出

var name = "A_Nan"
var age = 20
//		三种输出方式
println("1. hello" + name + age)
printf("2. hello name: %s\tage: %d\n", name, age)
println(s"3. hello name: $name\tage: ${age + 20}")

结果：

变量和常量

var生成变量

var age: Int = 10
var age2 = 20 //可省略数据类型 自动推导
var num: Double = 10.9
var name: String = "hello"
var isPass: Boolean = true
var score: Float = 11.8f

val生成常量，不可再次修改，该种生成方法效率更高（因为在底层不用考虑线程安全问题）
Scala设计者推荐使用val
例如：一般生成对象后就不再重新指定对象，因此生成对象时可使用val

val Dog = new Dog //生成val对象 提高效率
Dog.name = "hello" //对象的属性可正常修改
Dog.name = "123" 

class Dog {
   
	var name: String = ""
}

数据类型

• Scala与Java有着相同的数据类型，但Scala中数据类型都是对象，即：Scala中没有Java的原生类型
• Scala数据类型分为值类型（AnyVal）和引用类型（AnyRef），这两者都是对象

这样就有一个好处——变量有大量方法可以使用：

注：无参方法可省略括号

var age: Int = 10
age.toString()
age.toString//无参方法可省略括号

数据类型体系图

小结

• 在Scala中有一个根类型Any，它是所有类的父类
• 在Scala中一切皆为对象，分两大类——值类型和引用类型，均为Any子类
• Null类型时Scala的特别类型，只有一个null值，它是bottom class，是所有引用类型的子类
• Nothing类型也是bottom class，它是所有类的子类，在开发中可将Nothing类型的值返回给任意变量和函数，在抛出异常中使用很多
• 在Scala中存在隐式转换（implicit conversion）：低精度的值向高精度的值自动转换

具体数据类型

整形

var i = 10  //Int
var j = 10l //Long
var k = 10L //Long

注意：

这里报错的直接原因不是数字大小超过了变量number的范围，而是因为默认情况下数字均是int类型，错误发生在赋值号之后，将数字改为Long即可：

Long最大值和最小值：

println("MinLong:" + Long.MinValue)
println("MaxLong: " + Long.MaxValue)

处理大数据会有专用类型，Long的范围远远不够！

浮点型

• 默认为Double，声明为Float要在数字后加“f”或“F”。
  

• 浮点型常量表示形式（两种）：
  十进制形式：5.12， 512.0f，. 512（必须要有小数点）
  科学计数法：5.12e2， 5.12E-2

字符型（char）

• 字符常量是用单引号括起来的单个字符。
  例如：var ch = 'a'

• 也允许使用转义字符
  例如：var ch = '\n' //表示换行符

• 可以直接给char变量赋予整数，会按照Unicode编码保存

• char可以进行运算

  var ch: Char = 'a'
  var number: Int = 10 + ch + 'b'
  println("number: " + number)
  

  结果：
  

以下为错误赋值：

Unit，Null，Nothing

自动数据类型转换

高级隐式转换和隐式函数

Scala提供了非常强大的隐式转换机制（隐式函数，隐式类等），请看高级部分

强制类型转换

将容量大的数据类型转为容量小的数据类型，但可能会造成精度降低或溢出。

var num: Int = 2.7.toInt	//使用强转方法

细节说明

值类型和String类型的转换

基本数据类型转String

var str: String = 123 + ""

String转基本数据类型

使用String的.toXxx方法

var str: String = "1234"
var num: Int = str.toInt
var num_double: Double = str.toDouble

注意：

转换时确保能够将String转为有效数据，例如：

• 不能将"hello"转为整数
• 不能将"12.2"转为Int

标识符

标识符概念

• Scala对各种变量、方法、函数等命名时使用的字符序列称为标识符
• 凡是自己可以起名字的地方都叫标识符

标识符的命名规则

• 首字符为字母，后续字符任意字母和数字，美元符号，可后接下划线_
• 数字不可以开头。
• 首字符为操作符(比如+ - * /)，后续字符也需跟操作符,至少一个(反编译)
• 操作符(比如+ - * /)不能在标识符中间和最后.
• 用反引号``包括的任意字符串，即使是关键字(39个)也可以，如

   var `true` = 123
  

运算符

/

var num1: Int = 10 / 3
var num2: Double = 10 / 3
var num3: Double = 10.0 / 3
println("num1: " + num1)
println("num2: " + num2)
println("num3: " + num3)
println("num3: " + num3.formatted("%.2f"))

%

自增自减

var num = 1
num += 1 //代替++
num -= 1 //代替--

关系运算符

生成的值均为Boolean（true或false）
规则同C、Java，此处不做介绍

逻辑运算符

• 与&&
• 或||
• 非!

赋值运算符

位运算符

运算符优先级

基础部分2

读取控制台输入

package com.test.scala01

import scala.io.StdIn

object Test2 {
   
	def main(args: Array[String]): Unit = {
   
		val name: String = StdIn.readLine()
		println(name)
	}
}

流程控制

顺序

整体类似于Java，从前到后、从上到下执行
变量是向前引用，但对象、方法无限制

分支

单分支

val num = 12
if(num > 10) {
   
	print("yes")
}

双分支

val num = 122
if (num > 1000) {
   
	print("yes")
} else {
   
	print("no")
}

多分支

val num = 122
if (num == 100) {
   
	print("100")
} else if (num == 111) {
   
	print("111")
} else {
   
	print("no")
}

分支嵌套

同Java、C等语言，此处不做介绍，推荐嵌套不要超过三层

Scala中没有switch

在Scala中用模式匹配来处理，该方法需要知识较多，后文进行介绍

注意

在if else中：

• 若大括号内只有一行代码，那么大括号可以省略

• Scala中任何表达式都有返回值，包括if else表达式，if else的返回内容取决于满足条件的代码体的最后一行内容，以下为特殊情况：

  val num = if (12 == 100) {
       
  	200
  }
  print(num)
  

  
  这里小括号()表示返回值为Unit，即空

• Scala中没有三元运算符，因为可以用if else代替：

  val num = if (12 > 100) 12 else 100
  
  

循环

for

第一种：

for (i <- 1 to 5) {
       //[1, 5]
	println(i)  //一共循环五次
}

结果：

第二种：

for (i <- 1 until 5) {
     //[1，5)
	println(i)  //循环4次
}

在for循环中引入变量：
可以在原括号内的后面加上分号;后再创建新的变量，让编程更灵活

for (i <- 1 until 5; j = 6 - i) {
     //分号不可省略
	println(j)
}

运行结果：

注意，在Scala的for循环中，分号;的意义和C、Java等语言中for循环的分号不一样了，以至于Scala的for循环嵌套可以这么写：

for (i <- 1 to 3; j <- 1 until 3) {
   
	println("i=" + i + "  j=" + j)
}

运行结果如下：

这种写法相当于：

for (i <- 1 to 3) {
   
	for (j <- 1 until 3) {
   
		println("i=" + i + "  j=" + j)
	}
}

在实际的使用中，还是这种原始的方法更为灵活。说实话，把两个循环条件写一个括号里没求用，花里胡哨反而影响代码阅读。。。。。。

注意1：

• {}和()对于for来说都可以

  for (i <- 1 to 5) {
         //两个for循环功能相同
  	print(i)
  }
  for {
       i <- 1 to 5} {
         //两个for循环功能相同
  	print(i)
  }
  

• 不成文规定（非强制性）：for推导式仅包含单一表达式用小括号，多个表达式用大括号

• 当使用大括号{}换行写表达式时，分号可省略

  for {
       
  	i <- 1 to 10 
  	j = 2 * i
  } {
       
  	println(j)
  }
  

注意2：
要想理解1 to 10，不妨先想想以下代码可否执行？结果是怎样？

print(1 to 10)

运行结果：

有意思吧，Range()这个东西用处多多，下面还会提到。

注意3：
for循环步长的控制

• 使用Range()

for (i <- Range(1, 10, 2)) {
    //范围[1, 10)，步长为2
	println(i)
}

• 使用循环守卫（见下文）

reverse的作用

reverse查一下单词意思就明白了

reverse适用于List：

val list = List(1, 2, 3)
println(list)//1, 2, 3
println(list.reverse)//3, 2, 1

因此，如果要反着循环，可以通过如下实现：

• 使用reverse

  for (i <- 0 to 10 reverse) {
       
  	println(i)
  }
  

  当然，前文提到了0 to 10就是Range(0, 11)，因此也可以这么写：

  for (i <- (0 to 10).reverse) {
       
  	println(i)
  }
  

  或：

  for (i <- Range(0, 11).reverse) {
       
  	println(i)
  }
  

• 当然，通过减法运算也可实现一样的效果

  for (i <- 0 to 10) {
       
  	println(10 - i)
  }
  

for循环返回值

如同if语句一样，for循环语句也有返回值，但要借助yield：

val num = for (i <- 1 to 3) yield i;
print(num)

结果如下：

这就表明，yield返回的对象是Vector，也就是会把每次循环得到的变量i放入Vector中，循环结束后将Vector赋值给变量num。同时，在yield后面可以是一个代码块，这样就会有更强的灵活性：

val num = for (i <- 1 to 3) yield {
   
if (i * i > 2 * i) {
   
		i * i
	} else {
   
		2 * i
	}
};
print(num)

结果如下：

这种特性，正体现了Scala中的一个重要特点，就是Scala擅长将一个集合中的每一个元素都进行处理后，返回给新的集合。

for循环守卫

循环守卫也叫循环保护式、条件判断式、守卫。保护式为true则进入循环体，为false则跳过，类似C语言中的continue
例如：

for (i <- 1 until 5 if i != 2) {
   
	println(i)
}

该代码一共会循环四次，其中i等于2时跳过
故也可以通过此方法来实现循环步长的控制：

for (i <- 1 to 10 if i % 2 != 0) {
   
	println(i)
}

while循环

同C、Java等语言相似：

• 循环条件是返回一个布尔值的表达式
• while循环是先判断再执行语句
• 与if语句不同，while语句本身没有值，即整个while语句的结果是Unit类型的，即()
• 因为没有返回值，所以当要用该语句来计算并返回结果时，就需要使用外部变量，即在while循环的外部声明变量，所以会造成循环内部对外部的变量造成了影响，而这是与Scala的设计理念相违背的，因此更推荐使用for循环

例子如下：

var i = 0
while (i < 10) {
   
	i += 1
	print("hello:" + i)
}

do-while循环

同样不推荐使用，理由同上
例子：

var i = 0
do {
   
	i += 1
	println(i + " hello")
} while (i < 5)

循环中断

在Scala中是没有break和continue这两个关键字的，所以无法像C、Java等语言一样通过它们来实现循环控制。这么做是为了更好地适应函数化编程。

break功能的解决方案

在Scala中，虽然没有break关键字，但是存在break函数，即break()。注意，关键字和函数是不一样的。
在使用break()时，会在循环中抛出一个异常：

package com.test.scala01
import util.control.Breaks._
object Test2 {
   
	def main(args: Array[String]): Unit = {
   
		while (true) {
   
			break();//此处抛出异常
		}
	}
}

其实，大家看到这应该就有些眉目了，Scala是通过异常处理这种方式来实现和break关键字一样的功能。所以，既然抛出了异常，就要异常处理。
当然，这里需要使用breakable()来接收异常，这是一个高阶函数，高阶函数可以接受代码段作为参数：

package com.test.scala01
import util.control.Breaks._
object Test2 {
   
	def main(args: Array[String]): Unit = {
   
		breakable(
			while (true) {
   
				break();
			}
		)
	}
}

这样异常就被捕获了：

不过在breakable()的小括号中写好几行代码怪怪的，所以也可以用大括号：

package com.test.scala01
import util.control.Breaks._
object Test2 {
   
	def main(args: Array[String]): Unit = {
   
		breakable {
   
			while (true) {
   
				break();
			}
		}
	}
}

查看breakable()源码就能看出这种方式实现的原理：

图中的op就是自己写的代码块，在程序运行时，直接把这些括号内的代码都作为参数传至try语句的后面，通过try-catch来实现循环中断。
注意：不是所有的函数的小括号都可以换为大括号！！

continue功能的解决方案

• 循环守卫（while循环没有守卫。。。）
• 在循环体内使用if语句加以解决

函数

注意：函数式编程和函数是两个概念

函数的基本语法

def 函数名 ([参数：参数类型],······)[[:返回值类型]=] {
   
	语句······
	return 返回值
}

• 函数声明关键字为def（definition）
• [参数名：参数类型]，···表示函数的输入（也就是参数列表）可以有也可以没有。如果有，多个参数使用逗号间隔
• 函数返回值可有可无
• 若函数体只有一行，则大括号可省略

返回值有多种情况：

• 明确给出返回值 :返回值类型=
• 返回值类型不确定，使用类型推导完成 =
• 没有返回值，return不生效 空
• 如果没有return，默认以执行到最后一行的结果作为返回值
• 若声明返回值为Unit，那么不论return什么东西，返回值一定为Unit，即空，也就是()

如果写了return，那么就必须要指明返回类型，而不能只写=让编译器推导类型
错误写法（浅灰色内容是IDEA的自动类型显示，不是代码部分）：

正确的写法：

可变参数

顾名思义，可变参数是指向函数中传入的参数的数量是可以变化的，底层是通过集合（类似于Java中的数组）来进行接收参数的。

格式

用*表示此参数为可变参数

def main(args: Array[String]): Unit = {
   
	printString("aaa", "bbb", "ccc")