Scala基本语法

Scala解释器的使用

·REPL：Read（取值）-> Evaluation（求值）-> Print（打印）-> Loop（循环）。scala解释器也被称为REPL，会快速编译scala代码为字节码，然后交给JVM来执行。

声明变量

声明val变量
声明var变量
指定类型：无论声明val变量，还是声明var变量，都可以手动指定其类型，如果不指定的话，scala会自动根据值，进行类型的推断。
    ·例如，val name: String = null
    ·例如，val name: Any = "leo"
·声明多个变量：可以将多个变量放在一起进行声明。
    ·例如，val name1, name2:String = null
    ·例如，val num1, num2 = 100

数据类型与操作符

基本数据类型：Byte、Char、Short、Int、Long、Float、Double、Boolean
        scala没有基本数据类型与包装类型的概念，统一都是类
类型的加强版类型
基本操作符：scala的算术操作符与java的算术操作符也没有什么区别，比如+、-、*、/、%等，以及&、|、^、>>、<<
scala中没有提供++、--操作符

函数调用与apply()函数

·apply函数

条件控制和循环

if表达式

if表达式的定义：在Scala中，if表达式是有值的，就是if或者else中最后一行语句返回的值。
·例如，val age = 30; if (age > 18) 1 else 0
·可以将if表达式赋予一个变量，例如，val isAdult = if (age > 18) 1 else 0
if表达式的类型推断:
    由于if表达式是有值的，而if和else子句的值类型可能不同，此时if表达式的值是什么类型呢？Scala会自动进行推断，取两个类型的公共父类型。
    ·例如，if(age > 18) 1 else 0，表达式的类型是Int，因为1和0都是Int
    ·例如，if(age > 18) "adult" else 0，此时if和else的值分别是String和Int，则表达式的值是Any，Any是String和Int的公共父类型
将if语句放在多行中：默认情况下，REPL只能解释一行语句，但是if表达式通常需要放在多行

语句终结符、块表达式

·默认情况下，scala不需要语句终结符，默认将每一行作为一个语句
一行放多条语句：如果一行要放多条语句，则必须使用语句终结符
    ·例如，使用分号作为语句终结符，var a, b, c = 0; if(a < 10) { b = b + 1; c = c + 1 }
块表达式：块表达式，指的就是{}中的值，其中可以包含多条语句，最后一个语句的值就是块表达式的返回值。
·例如，var d = if(a < 10) { b = b + 1; c + 1 }

输入和输出

print和println：print打印时不会加换行符，而println打印时会加一个换行符。
·例如，print("Hello World"); println("Hello World")
printf：printf可以用于进行格式化
    ·例如，printf("Hi, my name is %s, I'm %d years old.\n", "Leo", 30)
readLine: readLine允许我们从控制台读取用户输入的数据，类似于java中的System.in和Scanner的作用。

循环

while do循环：Scala有while do循环，基本语义与Java相同。
var n = 10
while(n > 0) {
  println(n)
  n -= 1
}
·Scala没有for循环，只能使用while替代for循环，或者使用简易版的for语句
简易版for语句：var n = 10; for(i <- 1 to n) println(i)
·或者使用until，表式不达到上限：for(i <- 1 until n) println(i)
跳出循环语句
scala没有提供类似于java的break语句。
    ·但是可以使用boolean类型变量、return或者Breaks的break函数来替代使用。
import scala.util.control.Breaks._
breakable {
    var n = 10
    for(c <- "Hello World") {
        if(n == 5) break;
        print(c)
        n -= 1
    }
}

高级for循环

多重for循环：九九乘法表
for(i <- 1 to 9; j <- 1 to 9) {
  if(j == 9) {
    println(i * j)
  } else {
    print(i * j + " ")
  }
}
·if守卫：取偶数
for(i <- 1 to 100 if i % 2 == 0) println(i)
·for推导式：构造集合
for(i <- 1 to 10) yield i

函数入门

函数的定义与调用

在Scala中定义函数时，需要定义函数的函数名、参数、函数体
我们的第一个函数如下所示：
def sayHello(name: String, age: Int) = {
  if (age > 18) { printf("hi %s, you are a big boy\n", name); age } 
  else { printf("hi %s, you are a little boy\n", name); age 
}
sayHello("leo", 30)
Scala要求必须给出所有参数的类型，但是不一定给出函数返回值的类型，只要右侧的函数体中不包含递归的语句，Scala就可以自己根据右侧的表达式推断出返回类型。

在代码块中定义包含多行语句的函数体

单行的函数：def sayHello(name: String) = print("Hello, " + name)
如果函数体中有多行代码，则可以使用代码块的方式包裹多行代码，代码块中最后一行的返回值就是整个函数的返回值。与Java中不同，不是使用return返回值的。
比如如下的函数，实现累加的功能：
def sum(n: Int) = {
  var sum = 0;
  for(i <- 1 to n) sum += i
  sum
}

递归函数与返回类型

如果在函数体内递归调用函数自身，则必须手动给出函数的返回类型。
例如，实现经典的斐波那契数列：
9 + 8; 8 + 7 + 7 + 6; 7 + 6 + 6 + 5 + 6 + 5 + 5 + 4; ....
def fab(n: Int): Int = {
  if(n <= 1) 1
  else fab(n - 1) + fab(n - 2)
}

函数入门默认参数和带名参数

默认参数
在Scala中，有时我们调用某些函数时，不希望给出参数的具体值，而希望使用参数自身默认的值，此时就定义在定义函数时使用默认参数。
def sayHello(firstName: String, middleName: String = "William", lastName: String = "Croft") = firstName + " " + middleName + " " + lastName 
如果给出的参数不够，则会从作往右依次应用参数。

Java与Scala实现默认参数的区别

Java：
public void sayHello(String name, int age) {
  if(name == null) {
    name = "defaultName"
  }
  if(age == 0) {
    age = 18
  }
}
sayHello(null, 0)
Scala：
def sayHello(name: String, age: Int = 20) {
  print("Hello, " + name + ", your age is " + age)
}
sayHello("leo")

带名参数

在调用函数时，也可以不按照函数定义的参数顺序来传递参数，而是使用带名参数的方式来传递。
sayHello(firstName = "Mick", lastName = "Nina", middleName = "Jack") 
还可以混合使用未命名参数和带名参数，但是未命名参数必须排在带名参数前面。
sayHello("Mick", lastName = "Nina", middleName = "Jack")

函数入门之变长参数

变长参数
在Scala中，有时我们需要将函数定义为参数个数可变的形式，则此时可以使用变长参数定义函数。
def sum(nums: Int*) = {
  var res = 0
  for (num <- nums) res += num
  res
}
sum(1, 2, 3, 4, 5)

使用序列调用变长参数

在如果想要将一个已有的序列直接调用变长参数函数，是不对的。比如val s = sum(1 to 5)。此时需要使用Scala特殊的语法将参数定义为序列，让Scala解释器能够识别。这种语法非常有用！一定要好好主意，在spark的源码中大量地使用到了。
val s = sum(1 to 5: _*)
案例：使用递归函数实现累加
def sum2(nums: Int*): Int = {
  if (nums.length == 0) 0
  else nums.head + sum2(nums.tail: _*)
}

函数入门之过程，lazy值和异常

过程
在Scala中，定义函数时，如果函数体直接包裹在了花括号里面，而没有使用=连接，则函数的返回值类型就是Unit。这样的函数就被称之为过程。过程通常用于不需要返回值的函数。
过程还有一种写法，就是将函数的返回值类型定义为Unit。
def sayHello(name: String) = "Hello, " + name
def sayHello(name: String) { print("Hello, " + name); "Hello, " + name }
def sayHello(name: String): Unit = "Hello, " + name

lazy值

在Scala中，提供了lazy值的特性，也就是说，如果将一个变量声明为lazy，则只有在第一次使用该变量时，变量对应的表达式才会发生计算。这种特性对于特别耗时的计算操作特别有用，比如打开文件进行IO，进行网络IO等。
import scala.io.Source._
lazy val lines = fromFile("C://Users//Administrator//Desktop//test.txt").mkString
即使文件不存在，也不会报错，只有第一个使用变量时会报错，证明了表达式计算的lazy特性。
val lines = fromFile("C://Users//Administrator//Desktop//test.txt").mkString
lazy val lines = fromFile("C://Users//Administrator//Desktop//test.txt").mkString
def lines = fromFile("C://Users//Administrator//Desktop//test.txt").mkString

数组操作之Array，ArrayBuffer以及遍历数组

Array

在Scala中，Array代表的含义与Java中类似，也是长度不可改变的数组。此外，由于Scala与Java都是运行在JVM中，双方可以互相调用，因此Scala数组的底层实际上是Java数组。例如字符串数组在底层就是Java的String[]，整数数组在底层就是Java的Int[]。
// 数组初始化后，长度就固定下来了，而且元素全部根据其类型初始化
val a = new Array[Int](10)
a(0)
a(0) = 1
val a = new Array[String](10)
// 可以直接使用Array()创建数组，元素类型自动推断
val a = Array("hello", "world")
a(0) = "hi"
val a = Array("leo", 30)

ArrayBuffer

在Scala中，如果需要类似于Java中的ArrayList这种长度可变的集合类，则可以使用ArrayBuffer。
// 如果不想每次都使用全限定名，则可以预先导入ArrayBuffer类
import scala.collection.mutable.ArrayBuffer
// 使用ArrayBuffer()的方式可以创建一个空的ArrayBuffer
val b = ArrayBuffer[Int]()
// 使用+=操作符，可以添加一个元素，或者多个元素
// 这个语法必须要谨记在心！因为spark源码里大量使用了这种集合操作语法！
b += 1
b += (2, 3, 4, 5)
// 使用++=操作符，可以添加其他集合中的所有元素
b ++= Array(6, 7, 8, 9, 10)
// 使用trimEnd()函数，可以从尾部截断指定个数的元素
b.trimEnd(5)
// 使用insert()函数可以在指定位置插入元素
// 但是这种操作效率很低，因为需要移动指定位置后的所有元素
b.insert(5, 6)
b.insert(6, 7, 8, 9, 10)
// 使用remove()函数可以移除指定位置的元素
b.remove(1)
b.remove(1, 3)
// Array与ArrayBuffer可以互相进行转换
b.toArray
a.toBuffer

遍历Array和ArrayBuffer

// 使用for循环和until遍历Array / ArrayBuffer
// 使until是RichInt提供的函数
for (i <- 0 until b.length)
  println(b(i))
// 跳跃遍历Array / ArrayBuffer
for(i <- 0 until (b.length, 2))
  println(b(i))
// 从尾部遍历Array / ArrayBuffer
for(i <- (0 until b.length).reverse)
  println(b(i))
// 使用“增强for循环”遍历Array / ArrayBuffer
for (e <- b)
  println(e)

数组常见操作

// 数组元素求和
val a = Array(1, 2, 3, 4, 5)
val sum = a.sum
// 获取数组最大值
val max = a.max
// 对数组进行排序
scala.util.Sorting.quickSort(a)
// 获取数组中所有元素内容
a.mkString
a.mkString(", ")
a.mkString("<", ",", ">")
// toString函数
a.toString
b.toString

数组操作值数组转变

使用yield和函数式编程转换数组

// 对Array进行转换，获取的还是Array
val a = Array(1, 2, 3, 4, 5)
val a2 = for (ele <- a) yield ele * ele
// 对ArrayBuffer进行转换，获取的还是ArrayBuffer
val b = ArrayBuffer[Int]()
b += (1, 2, 3, 4, 5)
val b2 = for (ele <- b) yield ele * ele
// 结合if守卫，仅转换需要的元素
val a3 = for (ele <- if ele % 2 == 0) yield ele * ele
// 使用函数式编程转换数组（通常使用第一种方式）
a.filter(_ % 2 == 0).map(2 * _)
a.filter { _ % 2 == 0 } map { 2 * _ }

算法案例：移除第一个负数之后的所有负数

// 构建数组
val a = ArrayBuffer[Int]()
a += (1, 2, 3, 4, 5, -1, -3, -5, -9)
// 每发现一个第一个负数之后的负数，就进行移除，性能较差，多次移动数组
var foundFirstNegative = false
var arrayLength = a.length
var index = 0
while (index < arrayLength) {
  if (a(index) >= 0) {
    index += 1
  } else {
    if (!foundFirstNegative) { foundFirstNegative = true; index += 1 }
    else { a.remove(index); arrayLength -= 1 }
  }
}

算法案例：移除第一个负数之后的所有负数（改良版）

// 重新构建数组
val a = ArrayBuffer[Int]()
a += (1, 2, 3, 4, 5, -1, -3, -5, -9)
// 每记录所有不需要移除的元素的索引，稍后一次性移除所有需要移除的元素
// 性能较高，数组内的元素迁移只要执行一次即可
var foundFirstNegative = false
val keepIndexes = for (i <- 0 until a.length if !foundFirstNegative || a(i) >= 0) yield {
  if (a(i) < 0) foundFirstNegative = true
  i
}
for (i <- 0 until keepIndexes.length) { a(i) = a(keepIndexes(i)) }
a.trimEnd(a.length - keepIndexes.length)

Map与Tuple

创建Map

// 创建一个不可变的Map
val ages = Map("Leo" -> 30, "Jen" -> 25, "Jack" -> 23)
ages("Leo") = 31
// 创建一个可变的Map
val ages = scala.collection.mutable.Map("Leo" -> 30, "Jen" -> 25, "Jack" -> 23)
ages("Leo") = 31
// 使用另外一种方式定义Map元素
val ages = Map(("Leo", 30), ("Jen", 25), ("Jack", 23))
// 创建一个空的HashMap
val ages = new scala.collection.mutable.HashMap[String, Int]

访问Map的元素

// 获取指定key对应的value，如果key不存在，会报错
val leoAge = ages("Leo")
val leoAge = ages("leo")
// 使用contains函数检查key是否存在
val leoAge = if (ages.contains("leo")) ages("leo") else 0
// getOrElse函数
val leoAge = ages.getOrElse("leo", 0)

修改Map的元素

// 更新Map的元素
ages("Leo") = 31
// 增加多个元素
ages += ("Mike" -> 35, "Tom" -> 40)
// 移除元素
ages -= "Mike"
// 更新不可变的map
val ages2 = ages + ("Mike" -> 36, "Tom" -> 40)
// 移除不可变map的元素
val ages3 = ages - "Tom"

遍历Map

// 遍历map的entrySet
for ((key, value) <- ages) println(key + " " + value)
// 遍历map的key
for (key <- ages.keySet) println(key)
// 遍历map的value
for (value <- ages.values) println(value)
// 生成新map，反转key和value
for ((key, value) <- ages) yield (value, key)

SortedMap和LinkedHashMap

// SortedMap可以自动对Map的key的排序
val ages = scala.collection.immutable.SortedMap("leo" -> 30, "alice" -> 15, "jen" -> 25)
// LinkedHashMap可以记住插入entry的顺序
val ages = new scala.collection.mutable.LinkedHashMap[String, Int]
ages("leo") = 30
ages("alice") = 15
ages("jen") = 25

Map的元素类型—Tuple

// 简单Tuple
val t = ("leo", 30)
// 访问Tuple
t._1
// zip操作
val names = Array("leo", "jack", "mike")
val ages = Array(30, 24, 26)
val nameAges = names.zip(ages)
for ((name, age) <- nameAges) println(name + ": " + age)

面向对象编程之类

定义一个简单的类

// 定义类，包含field以及方法
class HelloWorld {
  private var name = "leo"
  def sayHello() { print("Hello, " + name) }  
  def getName = name
}
// 创建类的对象，并调用其方法
val helloWorld = new HelloWorld
helloWorld.sayHello() 
print(helloWorld.getName) // 也可以不加括号，如果定义方法时不带括号，则调用方法时也不能带括号

getter与setter

// 定义不带private的var field，此时scala生成的面向JVM的类时，会定义为private的name字段，并提供public的getter和setter方法
// 而如果使用private修饰field，则生成的getter和setter也是private的
// 如果定义val field，则只会生成getter方法
// 如果不希望生成setter和getter方法，则将field声明为private[this]
class Student {
  var name = "leo"
}
// 调用getter和setter方法，分别叫做name和name_ =
val leo = new Student
print(leo.name)
leo.name = "leo1"

自定义getter与setter

// 如果只是希望拥有简单的getter和setter方法，那么就按照scala提供的语法规则，根据需求为field选择合适的修饰符就好：var、val、private、private[this]
// 但是如果希望能够自己对getter与setter进行控制，则可以自定义getter与setter方法
// 自定义setter方法的时候一定要注意scala的语法限制，签名、=、参数间不能有空格
class Student {
  private var myName = "leo"
  def name = "your name is " + myName
  def name_=(newValue: String)  {
    print("you cannot edit your name!!!")
  }
}
val leo = new Student
print(leo.name)
leo.name = "leo1"

仅暴露field的getter方法

// 如果你不希望field有setter方法，则可以定义为val，但是此时就再也不能更改field的值了
// 但是如果希望能够仅仅暴露出一个getter方法，并且还能通过某些方法更改field的值，那么需要综合使用private以及自定义getter方法
// 此时，由于field是private的，所以setter和getter都是private，对外界没有暴露；自己可以实现修改field值的方法；自己可以覆盖getter方法
class Student {
  private var myName = "leo"
  def updateName(newName: String) { 
    if(newName == "leo1") myName = newName 
    else print("not accept this new name!!!")
  }
  def name = "your name is " + myName
}

private[this]的使用

// 如果将field使用private来修饰，那么代表这个field是类私有的，在类的方法中，可以直接访问类的其他对象的private field
// 这种情况下，如果不希望field被其他对象访问到，那么可以使用private[this]，意味着对象私有的field，只有本对象内可以访问到
class Student {
  private var myAge = 0
  def age_=(newValue: Int) { 
    if (newValue > 0) myAge = newValue 
    else print("illegal age!") 
  }
  def age = myAge
  def older(s: Student) = {
    myAge > s.myAge
  }
}

Java风格的getter和setter方法

// Scala的getter和setter方法的命名与java是不同的，是field和field_=的方式
// 如果要让scala自动生成java风格的getter和setter方法，只要给field添加@BeanProperty注解即可
// 此时会生成4个方法，name: String、name_=(newValue: String): Unit、getName(): String、setName(newValue: String): Unit
import scala.reflect.BeanProperty
class Student {
  @BeanProperty var name: String = _
}
class Student(@BeanProperty var name: String)
val s = new Student
s.setName("leo")
s.getName()

辅助constructor

// Scala中，可以给类定义多个辅助constructor，类似于java中的构造函数重载
// 辅助constructor之间可以互相调用，而且必须第一行调用主constructor
class Student {
  private var name = ""
  private var age = 0
  def this(name: String) {
    this()
    this.name = name
  }
  def this(name: String, age: Int) {
    this(name)
    this.age = age
  }
}

主constructor

// Scala中，主constructor是与类名放在一起的，与java不同
// 而且类中，没有定义在任何方法或者是代码块之中的代码，就是主constructor的代码，这点感觉没有java那么清晰
class Student(val name: String, val age: Int) {
  println("your name is " + name + ", your age is " + age)
}
// 主constructor中还可以通过使用默认参数，来给参数默认的值
class Student(val name: String = "leo", val age: Int = 30) {
  println("your name is " + name + ", your age is " + age)
}
// 如果主constrcutor传入的参数什么修饰都没有，比如name: String，那么如果类内部的方法使用到了，则会声明为private[this] name；否则没有该field，就只能被constructor代码使用而已

内部类

// Scala中，同样可以在类中定义内部类；但是与java不同的是，每个外部类的对象的内部类，都是不同的类
import scala.collection.mutable.ArrayBuffer
class Class {
  class Student(val name: String) {}
  val students = new ArrayBuffer[Student]
  def getStudent(name: String) =  {
    new Student(name)
  }
}
val c1 = new Class
val s1 = c1.getStudent("leo")
c1.students += s1
val c2 = new Class
val s2 = c2.getStudent("leo")
c1.students += s2

面向对象编程之对象

object

// object，相当于class的单个实例，通常在里面放一些静态的field或者method
// 第一次调用object的方法时，就会执行object的constructor，也就是object内部不在method中的代码；但是object不能定义接受参数的constructor
// 注意，object的constructor只会在其第一次被调用时执行一次，以后再次调用就不会再次执行constructor了
// object通常用于作为单例模式的实现，或者放class的静态成员，比如工具方法
object Person {
  private var eyeNum = 2
  println("this Person object!")
  def getEyeNum = eyeNum
}

伴生对象

// 如果有一个class，还有一个与class同名的object，那么就称这个object是class的伴生对象，class是object的伴生类
// 伴生类和伴生对象必须存放在一个.scala文件之中
// 伴生类和伴生对象，最大的特点就在于，互相可以访问private field
object Person {
  private val eyeNum = 2
  def getEyeNum = eyeNum
}
class Person(val name: String, val age: Int) {
  def sayHello = println("Hi, " + name + ", I guess you are " + age + " years old!" + ", and usually you must have " + Person.eyeNum + " eyes.")
}

让object继承抽象类

// object的功能其实和class类似，除了不能定义接受参数的constructor之外
// object也可以继承抽象类，并覆盖抽象类中的方法
abstract class Hello(var message: String) {
  def sayHello(name: String): Unit
}
object HelloImpl extends Hello("hello") {
  override def sayHello(name: String) = {
    println(message + ", " + name)
  }
}

apply方法

// object中非常重要的一个特殊方法，就是apply方法
// 通常在伴生对象中实现apply方法，并在其中实现构造伴生类的对象的功能
// 而创建伴生类的对象时，通常不会使用new Class的方式，而是使用Class()的方式，隐式地调用伴生对象得apply方法，这样会让对象创建更加简洁
// 比如，Array类的伴生对象的apply方法就实现了接收可变数量的参数，并创建一个Array对象的功能
val a = Array(1, 2, 3, 4, 5)
// 比如，定义自己的伴生类和伴生对象
class Person(val name: String)
object Person {
  def apply(name: String) = new Person(name)
}

main方法

// 就如同java中，如果要运行一个程序，必须编写一个包含main方法类一样；在scala中，如果要运行一个应用程序，那么必须有一个main方法，作为入口
// scala中的main方法定义为def main(args: Array[String])，而且必须定义在object中
object HelloWorld {
  def main(args: Array[String]) {
    println("Hello World!!!")
  }
}
// 除了自己实现main方法之外，还可以继承App Trait，然后将需要在main方法中运行的代码，直接作为object的constructor代码；而且用args可以接受传入的参数
object HelloWorld extends App {
  if (args.length > 0) println("hello, " + args(0))
  else println("Hello World!!!")
}
// 如果要运行上述代码，需要将其放入.scala文件，然后先使用scalac编译，再用scala执行
scalac HelloWorld.scala
scala -Dscala.time HelloWorld
// App Trait的工作原理为：App Trait继承自DelayedInit Trait，scalac命令进行编译时，会把继承App Trait的object的constructor代码都放到DelayedInit Trait的delayedInit方法中执行

用object来实现枚举功能

// Scala没有直接提供类似于Java中的Enum这样的枚举特性，如果要实现枚举，则需要用object继承Enumeration类，并且调用Value方法来初始化枚举值
object Season extends Enumeration {
  val SPRING, SUMMER, AUTUMN, WINTER = Value
}
// 还可以通过Value传入枚举值的id和name，通过id和toString可以获取; 还可以通过id和name来查找枚举值
object Season extends Enumeration {
  val SPRING = Value(0, "spring")
  val SUMMER = Value(1, "summer")
  val AUTUMN = Value(2, "autumn")
  val WINTER = Value(3, "winter")
}
Season(0)
Season.withName("spring")
// 使用枚举object.values可以遍历枚举值
for (ele <- Season.values) println(ele)

面向对象编程之继承

extends

// Scala中，让子类继承父类，与Java一样，也是使用extends关键字
// 继承就代表，子类可以从父类继承父类的field和method；然后子类可以在自己内部放入父类所没有，子类特有的field和method；使用继承可以有效复用代码
// 子类可以覆盖父类的field和method；但是如果父类用final修饰，field和method用final修饰，则该类是无法被继承的，field和method是无法被覆盖的
class Person {
  private var name = "leo"
  def getName = name
}
class Student extends Person {
  private var score = "A"
  def getScore = score
}

extends

// Scala中，让子类继承父类，与Java一样，也是使用extends关键字
// 继承就代表，子类可以从父类继承父类的field和method；然后子类可以在自己内部放入父类所没有，子类特有的field和method；使用继承可以有效复用代码
// 子类可以覆盖父类的field和method；但是如果父类用final修饰，field和method用final修饰，则该类是无法被继承的，field和method是无法被覆盖的
class Person {
  private var name = "leo"
  def getName = name
}
class Student extends Person {
  private var score = "A"
  def getScore = score
}

override和super

// Scala中，如果子类要覆盖一个父类中的非抽象方法，则必须使用override关键字
// override关键字可以帮助我们尽早地发现代码里的错误，比如：override修饰的父类方法的方法名我们拼写错了；比如要覆盖的父类方法的参数我们写错了；等等
// 此外，在子类覆盖父类方法之后，如果我们在子类中就是要调用父类的被覆盖的方法呢？那就可以使用super关键字，显式地指定要调用父类的方法
class Person {
  private var name = "leo"
  def getName = name
}
class Student extends Person {
  private var score = "A"
  def getScore = score
  override def getName = "Hi, I'm " + super.getName
}

override field

// Scala中，子类可以覆盖父类的val field，而且子类的val field还可以覆盖父类的val field的getter方法；只要在子类中使用override关键字即可
class Person {
  val name: String = "Person"
  def age: Int = 0
}
class Student extends Person {
  override val name: String = "leo"
  override val age: Int = 30
}

isInstanceOf和asInstanceOf

// 如果我们创建了子类的对象，但是又将其赋予了父类类型的变量。则在后续的程序中，我们又需要将父类类型的变量转换为子类类型的变量，应该如何做？
// 首先，需要使用isInstanceOf判断对象是否是指定类的对象，如果是的话，则可以使用asInstanceOf将对象转换为指定类型
// 注意，如果对象是null，则isInstanceOf一定返回false，asInstanceOf一定返回null
// 注意，如果没有用isInstanceOf先判断对象是否为指定类的实例，就直接用asInstanceOf转换，则可能会抛出异常
class Person
class Student extends Person
val p: Person =  new Student
var s: Student = null
if (p.isInstanceOf[Student]) s = p.asInstanceOf[Student]

getClass和classOf

// isInstanceOf只能判断出对象是否是指定类以及其子类的对象，而不能精确判断出，对象就是指定类的对象
// 如果要求精确地判断对象就是指定类的对象，那么就只能使用getClass和classOf了
// 对象.getClass可以精确获取对象的类，classOf[类]可以精确获取类，然后使用==操作符即可判断
class Person
class Student extends Person
val p: Person = new Student
p.isInstanceOf[Person]
p.getClass == classOf[Person]
p.getClass == classOf[Student]

使用模式匹配进行类型判断

// 但是在实际开发中，比如spark的源码中，大量的地方都是使用了模式匹配的方式来进行类型的判断，这种方式更加地简洁明了，而且代码得可维护性和可扩展性也非常的高
// 使用模式匹配，功能性上来说，与isInstanceOf一样，也是判断主要是该类以及该类的子类的对象即可，不是精准判断的
class Person
class Student extends Person
val p: Person = new Student
p match {
  case per: Person => println("it's Person's object")
  case _  => println("unknown type")
}

protected

// 跟java一样，scala中同样可以使用protected关键字来修饰field和method，这样在子类中就不需要super关键字，直接就可以访问field和method
// 还可以使用protected[this]，则只能在当前子类对象中访问父类的field和method，无法通过其他子类对象访问父类的field和method
class Person {
  protected var name: String = "leo"
  protected[this] var hobby: String = "game"
} 
class Student extends Person {
  def sayHello = println("Hello, " + name)
  def makeFriends(s: Student) {
    println("my hobby is " + hobby + ", your hobby is " + s.hobby)
  }
}

调用父类的constructor

// Scala中，每个类可以有一个主constructor和任意多个辅助constructor，而每个辅助constructor的第一行都必须是调用其他辅助constructor或者是主constructor；因此子类的辅助constructor是一定不可能直接调用父类的constructor的
// 只能在子类的主constructor中调用父类的constructor，以下这种语法，就是通过子类的主构造函数来调用父类的构造函数
// 注意！如果是父类中接收的参数，比如name和age，子类中接收时，就不要用任何val或var来修饰了，否则会认为是子类要覆盖父类的field
class Person(val name: String, val age: Int)
class Student(name: String, age: Int, var score: Double) extends Person(name, age) {
  def this(name: String) {
    this(name, 0, 0)
  }
  def this(age: Int) {
    this("leo", age, 0)
  }
}

匿名内部类

// 在Scala中，匿名子类是非常常见，而且非常强大的。Spark的源码中也大量使用了这种匿名子类。
// 匿名子类，也就是说，可以定义一个类的没有名称的子类，并直接创建其对象，然后将对象的引用赋予一个变量。之后甚至可以将该匿名子类的对象传递给其他函数。
class Person(protected val name: String) {
  def sayHello = "Hello, I'm " + name
}
val p = new Person("leo") {
  override def sayHello = "Hi, I'm " + name
}
def greeting(p: Person { def sayHello: String }) {
  println(p.sayHello)
}

抽象类

// 如果在父类中，有某些方法无法立即实现，而需要依赖不同的子来来覆盖，重写实现自己不同的方法实现。此时可以将父类中的这些方法不给出具体的实现，只有方法签名，这种方法就是抽象方法。
// 而一个类中如果有一个抽象方法，那么类就必须用abstract来声明为抽象类，此时抽象类是不可以实例化的
// 在子类中覆盖抽象类的抽象方法时，不需要使用override关键字
abstract class Person(val name: String) {
  def sayHello: Unit
}
class Student(name: String) extends Person(name) {
  def sayHello: Unit = println("Hello, " + name)
}

抽象field

// 如果在父类中，定义了field，但是没有给出初始值，则此field为抽象field
// 抽象field意味着，scala会根据自己的规则，为var或val类型的field生成对应的getter和setter方法，但是父类中是没有该field的
// 子类必须覆盖field，以定义自己的具体field，并且覆盖抽象field，不需要使用override关键字
abstract class Person {
  val name: String
}
class Student extends Person {
  val name: String = "leo"
}

面向对象编程之Trait

将trait作为接口使用

// Scala中的Triat是一种特殊的概念
// 首先我们可以将Trait作为接口来使用，此时的Triat就与Java中的接口非常类似
// 在triat中可以定义抽象方法，就与抽象类中的抽象方法一样，只要不给出方法的具体实现即可
// 类可以使用extends关键字继承trait，注意，这里不是implement，而是extends，在scala中没有implement的概念，无论继承类还是trait，统一都是extends
// 类继承trait后，必须实现其中的抽象方法，实现时不需要使用override关键字
// scala不支持对类进行多继承，但是支持多重继承trait，使用with关键字即可
trait HelloTrait {
  def sayHello(name: String)
}
trait MakeFriendsTrait {
  def makeFriends(p: Person)
}
class Person(val name: String) extends HelloTrait with MakeFriendsTrait with Cloneable with Serializable {
  def sayHello(name: String) = println("Hello, " + name)
  def makeFriends(p: Person) = println("Hello, my name is " + name + ", your name is " + p.name)
}

在Trait中定义具体方法

// Scala中的Triat可以不是只定义抽象方法，还可以定义具体方法，此时trait更像是包含了通用工具方法的东西
// 有一个专有的名词来形容这种情况，就是说trait的功能混入了类
// 举例来说，trait中可以包含一些很多类都通用的功能方法，比如打印日志等等，spark中就使用了trait来定义了通用的日志打印方法
trait Logger {
  def log(message: String) = println(message)
}
class Person(val name: String) extends Logger {
  def makeFriends(p: Person) {
    println("Hi, I'm " + name + ", I'm glad to make friends with you, " + p.name)
    log("makeFriends methdo is invoked with parameter Person[name=" + p.name + "]")
  }
}

在Trait中定义具体字段

// Scala中的Triat可以定义具体field，此时继承trait的类就自动获得了trait中定义的field
// 但是这种获取field的方式与继承class是不同的：如果是继承class获取的field，实际是定义在父类中的；而继承trait获取的field，就直接被添加到了类中
trait Person {
  val eyeNum: Int = 2
}
class Student(val name: String) extends Person {
  def sayHello = println("Hi, I'm " + name + ", I have " + eyeNum + " eyes.")
}

在Trait中定义抽象字段

// Scala中的Triat可以定义抽象field，而trait中的具体方法则可以基于抽象field来编写
// 但是继承trait的类，则必须覆盖抽象field，提供具体的值
trait SayHello {
  val msg: String
  def sayHello(name: String) = println(msg + ", " + name)
}
class Person(val name: String) extends SayHello {
  val msg: String = "hello"
  def makeFriends(p: Person) {
    sayHello(p.name)
    println("I'm " + name + ", I want to make friends with you!")
  }
}

为实例混入trait

// 有时我们可以在创建类的对象时，指定该对象混入某个trait，这样，就只有这个对象混入该trait的方法，而类的其他对象则没有
trait Logged {
  def log(msg: String) {}
}
trait MyLogger extends Logged {
  override def log(msg: String) { println("log: " + msg) }
}  
class Person(val name: String) extends Logged {
    def sayHello { println("Hi, I'm " + name); log("sayHello is invoked!") }
}
val p1 = new Person("leo")
p1.sayHello
val p2 = new Person("jack") with MyLogger
p2.sayHello

trait调用链

// Scala中支持让类继承多个trait后，依次调用多个trait中的同一个方法，只要让多个trait的同一个方法中，在最后都执行super.方法即可
// 类中调用多个trait中都有的这个方法时，首先会从最右边的trait的方法开始执行，然后依次往左执行，形成一个调用链条
// 这种特性非常强大，其实就相当于设计模式中的责任链模式的一种具体实现依赖
trait Handler {
  def handle(data: String) {}
}
trait DataValidHandler extends Handler {
  override def handle(data: String) {
    println("check data: " + data)
    super.handle(data)
  } 
}
trait SignatureValidHandler extends Handler {
  override def handle(data: String) {
    println("check signature: " + data)
    super.handle(data)
  }
}
class Person(val name: String) extends SignatureValidHandler with DataValidHandler {
  def sayHello = { println("Hello, " + name); handle(name) }
}

在trait中覆盖抽象方法

// 在trait中，是可以覆盖父trait的抽象方法的
// 但是覆盖时，如果使用了super.方法的代码，则无法通过编译。因为super.方法就会去掉用父trait的抽象方法，此时子trait的该方法还是会被认为是抽象的
// 此时如果要通过编译，就得给子trait的方法加上abstract override修饰
trait Logger {
  def log(msg: String)
}
trait MyLogger extends Logger {
  abstract override def log(msg: String) { super.log(msg) }
}

混合使用trait的具体方法和抽象方法

// 在trait中，可以混合使用具体方法和抽象方法
// 可以让具体方法依赖于抽象方法，而抽象方法则放到继承trait的类中去实现
// 这种trait其实就是设计模式中的模板设计模式的体现
trait Valid {
  def getName: String
  def valid: Boolean = {
    getName == "leo"    
  }
}
class Person(val name: String) extends Valid {
  println(valid)
  def getName = name
}

trait的构造机制

// 在Scala中，trait也是有构造代码的，也就是trait中的，不包含在任何方法中的代码
// 而继承了trait的类的构造机制如下：1、父类的构造函数执行；2、trait的构造代码执行，多个trait从左到右依次执行；3、构造trait时会先构造父trait，如果多个trait继承同一个父trait，则父trait只会构造一次；4、所有trait构造完毕之后，子类的构造函数执行
class Person { println("Person's constructor!") }
trait Logger { println("Logger's constructor!") }
trait MyLogger extends Logger { println("MyLogger's constructor!") }
trait TimeLogger extends Logger { println("TimeLogger's constructor!") }
class Student extends Person with MyLogger with TimeLogger {
  println("Student's constructor!")
}

trait field的初始化

/ 在Scala中，trait是没有接收参数的构造函数的，这是trait与class的唯一区别，但是如果需求就是要trait能够对field进行初始化，该怎么办呢？只能使用Scala中非常特殊的一种高级特性——提前定义
trait SayHello {
  val msg: String
  println(msg.toString)
}
class Person
val p = new {
  val msg: String = "init"
} with Person with SayHello
class Person extends {
  val msg: String = "init"
} with SayHello {}
// 另外一种方式就是使用lazy value
trait SayHello {
  lazy val msg: String = null
  println(msg.toString)
}
class Person extends SayHello {
  override lazy val msg: String = "init"
}

trait继承class

// 在Scala中，trait也可以继承自class，此时这个class就会成为所有继承该trait的类的父类
class MyUtil {
  def printMessage(msg: String) = println(msg)
}
trait Logger extends MyUtil {
  def log(msg: String) = printMessage("log: " + msg)
}
class Person(val name: String) extends Logger {
  def sayHello {
    log("Hi, I'm " + name)
    printMessage("Hi, I'm " + name)
  }
}

函数式编程

将函数赋值给变量

// Scala中的函数是一等公民，可以独立定义，独立存在，而且可以直接将函数作为值赋值给变量
// Scala的语法规定，将函数赋值给变量时，必须在函数后面加上空格和下划线
def sayHello(name: String) { println("Hello, " + name) }
val sayHelloFunc = sayHello _
sayHelloFunc("leo")

匿名函数

// Scala中，函数也可以不需要命名，此时函数被称为匿名函数。// 可以直接定义函数之后，将函数赋值给某个变量；也可以将直接定义的匿名函数传入其他函数之中
// Scala定义匿名函数的语法规则就是，(参数名: 参数类型) => 函数体
// 这种匿名函数的语法必须深刻理解和掌握，在spark的中有大量这样的语法，如果没有掌握，是看不懂spark源码的
val sayHelloFunc = (name: String) => println("Hello, " + name)

高阶函数

// Scala中，由于函数是一等公民，因此可以直接将某个函数传入其他函数，作为参数。这个功能是极其强大的，也是Java这种面向对象的编程语言所不具备的。
// 接收其他函数作为参数的函数，也被称作高阶函数（higher-order function）
val sayHelloFunc = (name: String) => println("Hello, " + name)
def greeting(func: (String) => Unit, name: String) { func(name) }
greeting(sayHelloFunc, "leo")
Array(1, 2, 3, 4, 5).map((num: Int) => num * num)
// 高阶函数的另外一个功能是将函数作为返回值
def getGreetingFunc(msg: String) = (name: String) => println(msg + ", " + name)
val greetingFunc = getGreetingFunc("hello")
greetingFunc("leo")

高阶函数的类型推断

// 高阶函数可以自动推断出参数类型，而不需要写明类型；而且对于只有一个参数的函数，还可以省去其小括号；如果仅有的一个参数在右侧的函数体内只使用一次，则还可以将接收参数省略，并且将参数用_来替代
// 诸如3 * _的这种语法，必须掌握！！spark源码中大量使用了这种语法！
def greeting(func: (String) => Unit, name: String) { func(name) }
greeting((name: String) => println("Hello, " + name), "leo")
greeting((name) => println("Hello, " + name), "leo")
greeting(name => println("Hello, " + name), "leo")
def triple(func: (Int) => Int) = { func(3) }
triple(3 * _)

Scala的常用高阶函数

// map: 对传入的每个元素都进行映射，返回一个处理后的元素
Array(1, 2, 3, 4, 5).map(2 * _)
// foreach: 对传入的每个元素都进行处理，但是没有返回值
(1 to 9).map("*" * _).foreach(println _)
// filter: 对传入的每个元素都进行条件判断，如果对元素返回true，则保留该元素，否则过滤掉该元素
(1 to 20).filter(_ % 2 == 0)
// reduceLeft: 从左侧元素开始，进行reduce操作，即先对元素1和元素2进行处理，然后将结果与元素3处理，再将结果与元素4处理，依次类推，即为reduce；reduce操作必须掌握！spark编程的重点！！！
// 下面这个操作就相当于1 * 2 * 3 * 4 * 5 * 6 * 7 * 8 * 9
(1 to 9).reduceLeft( _ * _)
// sortWith: 对元素进行两两相比，进行排序
Array(3, 2, 5, 4, 10, 1).sortWith(_ < _)

闭包

// 闭包最简洁的解释：函数在变量不处于其有效作用域时，还能够对变量进行访问，即为闭包
def getGreetingFunc(msg: String) = (name: String) => println(msg + ", " + name)
val greetingFuncHello = getGreetingFunc("hello")
val greetingFuncHi = getGreetingFunc("hi")
// 两次调用getGreetingFunc函数，传入不同的msg，并创建不同的函数返回
// 然而，msg只是一个局部变量，却在getGreetingFunc执行完之后，还可以继续存在创建的函数之中；greetingFuncHello("leo")，调用时，值为"hello"的msg被保留在了函数体内部，可以反复的使用
// 这种变量超出了其作用域，还可以使用的情况，即为闭包
// Scala通过为每个函数创建对象来实现闭包，实际上对于getGreetingFunc函数创建的函数，msg是作为函数对象的变量存在的，因此每个函数才可以拥有不同的msg
// Scala编译器会确保上述闭包机制

SAM转换

// 在Java中，不支持直接将函数传入一个方法作为参数，通常来说，唯一的办法就是定义一个实现了某个接口的类的实例对象，该对象只有一个方法；而这些接口都只有单个的抽象方法，也就是single abstract method，简称为SAM
// 由于Scala是可以调用Java的代码的，因此当我们调用Java的某个方法时，可能就不得不创建SAM传递给方法，非常麻烦；但是Scala又是支持直接传递函数的。此时就可以使用Scala提供的，在调用Java方法时，使用的功能，SAM转换，即将SAM转换为Scala函数
// 要使用SAM转换，需要使用Scala提供的特性，隐式转换

SAM转换

import javax.swing._
import java.awt.event._
val button = new JButton("Click")
button.addActionListener(new ActionListener {
  override def actionPerformed(event: ActionEvent) {
    println("Click Me!!!")
  }
})
implicit def getActionListener(actionProcessFunc: (ActionEvent) => Unit) = new ActionListener {
  override def actionPerformed(event: ActionEvent) {
    actionProcessFunc(event)
  }
}
button.addActionListener((event: ActionEvent) => println("Click Me!!!"))

Currying函数

// Curring函数，指的是，将原来接收两个参数的一个函数，转换为两个函数，第一个函数接收原先的第一个参数，然后返回接收原先第二个参数的第二个函数。
// 在函数调用的过程中，就变为了两个函数连续调用的形式
// 在Spark的源码中，也有体现，所以对()()这种形式的Curring函数，必须掌握！
def sum(a: Int, b: Int) = a + b
sum(1, 1)
def sum2(a: Int) = (b: Int) => a + b
sum2(1)(1)
def sum3(a: Int)(b: Int) = a + b

return

// Scala中，不需要使用return来返回函数的值，函数最后一行语句的值，就是函数的返回值。在Scala中，return用于在匿名函数中返回值给包含匿名函数的带名函数，并作为带名函数的返回值。
// 使用return的匿名函数，是必须给出返回类型的，否则无法通过编译
def greeting(name: String) = {
  def sayHello(name: String):String = {
    return "Hello, " + name
  }
  sayHello(name)
}

函数式编程之集合操作

Scala的集合体系结构

// Scala中的集合体系主要包括：Iterable、Seq、Set、Map。其中Iterable是所有集合trait的根trai。这个结构与Java的集合体系非常相似。
// Scala中的集合是分成可变和不可变两类集合的，其中可变集合就是说，集合的元素可以动态修改，而不可变集合的元素在初始化之后，就无法修改了。分别对应scala.collection.mutable和scala.collection.immutable两个包。
// Seq下包含了Range、ArrayBuffer、List等子trait。其中Range就代表了一个序列，通常可以使用“1 to 10”这种语法来产生一个Range。 ArrayBuffer就类似于Java中的ArrayList。

List

// List代表一个不可变的列表
// List的创建，val list = List(1, 2, 3, 4)
// List有head和tail，head代表List的第一个元素，tail代表第一个元素之后的所有元素，list.head，list.tail
// List有特殊的::操作符，可以用于将head和tail合并成一个List，0 :: list
// ::这种操作符要清楚，在spark源码中都是有体现的，一定要能够看懂！
// 如果一个List只有一个元素，那么它的head就是这个元素，它的tail是Nil
// 案例：用递归函数来给List中每个元素都加上指定前缀，并打印加上前缀的元素
def decorator(l: List[Int], prefix: String) {
  if (l != Nil) { 
    println(prefix + l.head)
    decorator(l.tail, prefix)
  }
}