Scala编程基础

·Scala中的apply函数是非常特殊的一种函数，在Scala的object中，可以声明apply函数。而使用“类名()”（严格来讲应该是“对象名()”）的形式，其实就是“类名.apply()”（严格来讲应该是“对象名.apply()”）的一种缩写。通常使用这种方式来构造类的对象，而不是使用“new 类名()”的方式。

·例如，"Hello
World"(6)，因为在StringOps类中有def apply(n: Int): Char的函数定义，所以"Hello World"(6)，实际上是"Hello
World".apply(6)的缩写。

·例如，Array(1, 2, 3,
4)，实际上是用Array object的apply()函数来创建Array类的实例，也就是一个数组。

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

·另外一种写法，var isAdult = -1; if(age
> 18) isAdult = 1 else isAdult = 0，但是通常使用上一种写法

·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

·如果if后面没有跟else，则默认else的值是Unit，也用()表示，类似于java中的void或者null。例如，val age = 12; if(age >
18) "adult"。此时就相当于if(age > 18) "adult" else ()。

·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。

·可以使用{}的方式，比如以下方式，或者使用:paste和ctrl+D的方式。

if(age > 18) { "adult"

} else if(age > 12) "teenager"
else "children"

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 }

·通常来说，对于多行语句，还是会使用花括号的方式

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。

·综合案例：游戏厅门禁

val name = readLine("Welcome to Game
House. Please tell me your name: ")

print("Thanks. Then please tell me
your age: ")

val age = readInt()

if(age > 18) {

printf("Hi, %s, you are %d
years old, so you are legel to come here!", name, age)

} else {

printf("Sorry, boy, %s, you are
only %d years old. you are illegal to come here!", name, age)

}

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)

·也可以对字符串进行遍历，类似于java的增强for循环，for(c <- "Hello
World") print(c)

·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)

}

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，则会从左往右依次应用默认参数。

def sayHello(name: String, age: Int = 20) {

print("Hello, " + name +
", your age is " + age)

}

sayHello("leo")

函数调用时带名参数

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")

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)

序列作为变长参数

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: _*)

}

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，即过程就是没有返回值的函数。

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//函数

def sayHello(name: String) {
print("Hello, " + name); "Hello, " + name }//有值，但未使用=号，还是过程

def sayHello(name: String): Unit =
"Hello, " + name//有值，有=号，但强制返回类型为空，则还是过程

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

相当于定义了一个方法，只有在调用该方法时才会去执行方法体：

def lines =
fromFile("C://Users//Administrator//Desktop//test.txt").mkString

异常

在Scala中，异常处理和捕获机制与Java是非常相似的。

try {

throw new
IllegalArgumentException("x should not be negative")

} catch {

case _: IllegalArgumentException
=> println("Illegal Argument!")

} finally {

print("release
resources!")

}

Import java.io._

try {

throw new IOException(“io
exception!!!")

} catch {

case _: IllegalArgumentException
=> println("illegal argument")

}

try {

throw new IOException("user
defined exception")

} catch {

case e1: IllegalArgumentException
=> println("illegal argument")

case e2: IOException =>
println("io exception")

}

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

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

}

for (i <- 0 until keepIndexes.length) {
a(i) = a(keepIndexes(i)) }

a.trimEnd(a.length - keepIndexes.length)

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)

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

1、定义不带private的 var field，此时scala生成class时，会自动生成一个private[this]的成员字段（名称与field不同），并还生成一对getter和setter方法，分别叫做field和 field_=，并且getter和setter方法的访问修饰符与field定义相同

2、而如果使用private修饰field，则只生成的getter和setter，且访问修饰也是private的

3、如果定义val field，则只会生成getter方法

4、
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" //实际上会调用 leo.name_=("leo1")方法

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"
//默认会生成一对private
getter(myName)、setter(myName
_=)方法

def name = "your name is "
+ myName //自定义myName
成员变量getter方法

def name_=(newValue: String)
{//自定义myName 成员变量的setter方法

print("you cannot
edit your name!!!")

}

val leo = new Student

print(leo.name)

leo.name = "leo1" //会去调用 name_+ 自定义setter 方法

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) { //更改field的其他方法（命名约束的不满足setter方法）

if(newName ==
"leo1") myName = newName

else print("not
accept this new name!!!")

}

def name = "your name is"
+ myName //覆盖自动生成的私有getter方法

}

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（子类对象中也是不可以访问的，因为私有的是不能被继承的）

class Student {

private var myAge = 0 //试着修改成private[this]

def age_=(newValue: Int) {

if (newValue > 0)
myAge = newValue

else print("illegal
age!")

}

def age = myAge

def older(s: Student) = {

myAge > s.myAge //修改成private[this]后，就会报错

}

private[this]还可以用为修改方法

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或其他辅构造器

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，有且只有一个，与java不同

// 而且类中，没有定义在任何方法中的代码（包括成员字段），都属于主constructor的代码，且执行的顺序与代码书写的顺序一致。这其实与Java是一样的，在Java中方法之外的代码（成员以及代码块）会在构造器调用之前最先执行，姑且将这些代码看作也是放到了一个主构造器中进行执行的，只不过这种主构造器不能带构造参数

//主构造器与类定义是在一起的，如果有参数，则在类名后面跟括号即可：

class Student(val name: String, val age:
Int) {

println("your name is " +
name + ", your age is " + age)

}

当然没有参数的主构造器也可以带括号：

class Student() {}

// 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，那么如果类内部除主constrcutor方法外其它方法也使用到了，则会自动将该参数修饰为private[this] name以便其它方法使用：

class Student(name: String) {

def
f(){print(name)}

def
f(s:Student){print(s.name)}//编译出错

}

class Student(val name: String) {

def
f(){print(name)}

def
f(s:Student){print(s.name)}//编译正确，证明没有使用var或val修饰时，且在除主构造器中使用外，则使用private[this]来修饰

}

类中没有定义的在任何方法中的代码都属于主构造器，并且执行顺序与书写顺序一致：

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，都属于不同的类

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 //异常

object

1、object，相当于class的单个实例（但与从class实例化出来的对象的内容决不一样），通常在里面放一些class层面上共享的内容，如Java中的静态field或者method即在定义在object中（注：Scala中没有Java的静态概念，所以延伸出了object这个东东）

2、你可以将object看作是一个类class，只是这个类在内存中只有一个单例，且定义的object名就是实例名，不需我们自己实例化，运行时JVM已帮我们new出来了

3、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

4、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

5、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，一般用作工厂方法

// 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)

}

另外，如果直接在一个对象后面接小括号，则会去调用这个对象所对应类中相应的apply方法：

class Person {

def apply(name: String) =
println(name)

}

scala> val p = new Person

scala> p("Persion")

Persion

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，然后由App Trait的main方法去调用执行

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) // spring

Season.withName("spring") //
spring，根据名称找

// 使用枚举object.values可以遍历枚举值

for (ele <- Season.values) println(ele)

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；但要注意的是final类是不能被继承的，而且final类型的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；如果是抽象的方法，则可以省略

// 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

}

重写时需要override关键字，如果是实现则可以省略override关键字

override
field

子类可以覆盖父类的同名的非private成员

// 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 {

/*private*/ val name: String =
"Person"

}

class Student extends Person {

override val name: String =
"leo" // 重写一定要带上override关键字

}

只有val变量才能被重写，var变量是不能被重写的：

class A{

var
f = "a"

}

class B extends A{

override
var f = "b" // error: overriding variable f in class A of type
String;

//variable
f cannot override a mutable variable

}

下面也是不行的：

class A{

var
f:String = "a"

}

class B extends A{

override
def f:String = "b"

override
def f_=(x:String) = println(x) // error: overriding variable f in class A of
type String;

//method f_= cannot override a mutable variable

}

var变量只能被实现，如果将上面换成抽象的var字段，则是可以的：

abstract class A{

var
f:String

}

class B extends A{

/*
override */ def f:String = "b" //由于是实现，所以可以省略override

override
def f_=(x:String) = println(x) //也可以不省略override

}

或者：

abstract class A{

var
f:String

}

class B extends A{

var
f:String = ""

}

val变量只能被val实现，不能被def实现：

abstract class A{

val
f:String

}

class B extends A{

def
f:String = "" // error: overriding value f in class A of type
String;

//method
f needs to be a stable, immutable value

}

但可以这样：

abstract class A{

val
f:String

}

class B extends A{

val
f:String = ""

}

val、var override/实现 def

abstract class Person {

def id: Int

}

class Student extends Person{

override var id =
9527 //Error: method id_= overrides nothing

}

在scala中定义了一个var变量，会自动生成getter和setter方法。由于父类中只定义了一个方法def id: Int，而子类中var变量会自动生成getter（id）与setter方法（id_），但是父类并没有这个setter方法，所以是无法重写的。如下修改即可：

abstract class Person {

    def id: Int

    def id_=(value: Int) //父类必须有set方法

class Student extends Person{

    override var id = 9527 //为var变量自动生成get和set方法

或者子类定义成val变量：

abstract class Person {

    def id: Int

class Student extends Person{

    override val id = 9527

上面是val或var来实现def，下面是val或var来重写def：

class Person {

    def id: Int = 1

class Student extends Person{

    override val id = 9527

或

class Person {

    def id: Int = 1

    def id_=(value: Int) =println(value)

class Student extends Person{

    override var id = 9527

但是不能使用def重写val或var：

class Person {

  val sex: String

class Student extends Person {

  override def sex:String = "" // error: overriding value sex in class Person of type String;

                                      //method sex needs to be a stable, immutable value

class Person {

  var sex: String = "X"

class Student extends Person {

  override def sex:String = ""

  override def sex_=(x:String) = println(x)

也不能使用def实现val:

abstract class Person {

  val sex: String

class Student extends Person {

  def sex:String = "" // error: overriding value sex in class Person of type String;

                               //method sex needs to be a stable, immutable value

但可以使用def实现var：

abstract class Person {

  var sex: String

class Student extends Person {

  def sex:String = ""

  def sex_=(x:String) = println(x)

成员变量与方法之间重写与实现结论：可以使用val或var来重写或实现def，也可以使用def实现var；但不能使用def重写val或var，也不能使用def实现val

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]

scala> p.isInstanceOf[Student]

res7: Boolean = true

scala> p.isInstanceOf[Person]

res8: Boolean = true

getClass和classOf

// isInstanceOf只能判断出对象是否是给定类或其子类的实例对象，而不能精确判断出对象就是给定类的实例对象

// 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可以精确获取对象所属的类class，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，也不是精准判断的

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，这样子类就可以继承这些成员或方法

// 还可以使用protected[this]，则只能在当前子类对象中访问父类的使用protected[this]修饰的field和method，无法通过其他子类对象访问父类中的这些字段与方法

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)
//此处编译出错

}

protected[this]修饰的字段只能在本对象或其子对象中使用，不能在其他对象中使用：

class Person {

protected var name: String =
"leo"

protected[this] var hobby: String =
"game"

def makeFriends(s: Person ){

println("my hobby
is " + hobby + ", your hobby is " + s.hobby)
//此处编译还是出错

}

与private[this]一样，protected[this]也可以修饰方法

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（即在extends后面指定需要调用父类哪个构造器）

// 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（或者带上修饰了，但将参数名命成不一样也可），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) /*调用父类的辅助构造器*/{

def this(name: String) {

this(name, 0, 0) //调用主构造器

}

def this(age: Int) {

this("leo",
age, 0) //调用主构造器

}

调用父类的主构造器：

class Person(val name: String, val age:
Int){

def
this(){

this("11",11)

}

class Student(name: String, age: Int, var
score: Double) extends Person/*或 Person()*/ {

def this(name: String) {

this(name, 0, 0) //调用主构造器

}

def this(age: Int) {

this("leo",
age, 0) //调用主构造器

}

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使用。

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（也可带上），但如果是重写父类具体方法或成员，则不能省略override

abstract只能修饰类，不能修饰成员与方法，哪怕成员（没有初始化）与方法（没有方法体）是抽象的

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"

}

没有初始化的成员所在的类要是抽象类：

abstract class A{

var
a:String

}

/*class B extends A*/编译时报错：需要重写父类的抽象成员

class B extends A{

/*override*/
var a:String = "a" //也可以省略override

}

除了通过上面直接覆盖父类的抽象成员外，还可以简接通过实现抽象成员所对应的getter与setter方法即可：

class B extends A{

/*override*/
def a = "a" //由于是实现，所以可以省略override

override
def a_=(x:String){println(a)}

}

上面是通过实现父类抽象成员所对应的getter与setter方法来重写抽象成员，所以可以看出：没有被初始化的成员所对应的getter与setter方法实质上就是抽象的，所以类要定义是abstract，成员字段本身没有什么抽象不抽象的概念

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（如果是trait继承trait则不需要，这好比Java中的接口继承接口一样），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 {

def sayHello(name: String) =
println("Hello, " + name)

def makeFriends(p: Person) =
{sayHello(name);println("Hello, my name is " + name + ", your
name is " + p.name)}

}

val p1 = new Person("leo")

val p2 = new Person("lily")

p1.makeFriends(p2)

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 + "]")

}

val p1 = new Person("leo")

val p2 = new Person("lily")

p1.makeFriends(p2)

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

trait Person {

val eyeNum: Int = 2

}

class Student(val name: String) extends
Person {

def sayHello = println("Hi, I'm
" + name + ", I have " + eyeNum + " eyes.")

}

val s = new Student("leo")

s.sayHello

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 //抽象字段

def sayHello(name: String) =
println(msg + ", " + name) // 具体方法调用抽象字段（实质上是调用val抽象字段所对应的getter抽象方法），相当于Java中的模式方法，另参看这里

}

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!")

}

val p1 = new Person("leo")

val p2 = new Person("lily")

p1.makeFriends(p2)

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 // Hi, I'm leo

val p2 = new Person("jack") with MyLogger //实例化时混入

p2.sayHello // Hi, I'm jack

//log: sayHello
is invoked!

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，在方法最后都执行“super.方法”来调用父类方法即可

// 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

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) }

}

val p = new Person("leo")

p.sayHello

Hello, leo

check data: leo

check signature: leo

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”形式调用了父类抽象方法，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，所以在override的同时还需要加上abstract

// 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) { println("MyLogger.log()");super.log(msg) }

}

class BasicLog extends Logger{

def log(msg:
String) { println("BasicLog.log()"); println(msg) }

}

class Person(val name: String) extends
BasicLog with MyLogger {

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 + "]")

}

val p1 = new Person("leo")

val p2 = new Person("lily")

p1.makeFriends(p2)

Hi, I'm leo, I'm glad to make friends with
you, lily

MyLogger.log()

BasicLog.log()

makeFriends methdo is invoked with
parameter Person[name=lily]

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 //抽象方法

def valid: Boolean = { //具体方法中调用抽象方法，相当于Java中的模板方法

getName ==
"leo"

}

class Person(val name: String) extends
Valid {

println(valid)

def getName = name

}

val p = new Person("leo") //true

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!")

}

val s = new Student

trait field的初始化

// 在Scala中，trait的构造函数是不能接参数的（包括主构造器与辅助构造器），即trait不能定义辅助构造器，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("1、SayHello")

println(msg.toString) // 抛NullPointerException异常。由于在调用msg成员字段时，发现在msg是被重新实现（或重写，这里为实现），则会去调用子类中的实现的msg成员，但由于此时子类构造器还未执行，所以子类msg还没来得及初始化，所以返回null，最终导致空指针异常

}

class Person extends SayHello{

println("2、Person")

val msg:String = "init"

}

new Person // 抛NullPointerException异常，原因父trait构造代码会先于子类构造器执行，在执行msg.toString时子类中的msg还没有来得及初始化。但如果将上面的val都修改为def，则可以正常运行。因为初始化父类时，由于子类实现（或重写，这里为实现）了msg方法，所以msg.toString会去调用子类实现的msg方法而返回"init"，即使此时子类还没有被初始化：

trait SayHello {

def msg: String

println("1、SayHello")

println(msg.toString)

}

class Person extends SayHello{

println("2、Person")

def msg:String = "init"

}

new Person

即使父类提供了初始化，但还是抛NullPointerException，原因是子类重写了父类该字段msg，在执行父类构造器中的msg.toString时，msg使用的是子类中被重写过的，但此时子类构造器还未被执行，所以子类的msg此时还为null：

trait SayHello {

val msg: String = "000"

println("1、SayHello")

println(msg.toString) // NullPointerException

}

class Person extends SayHello{

println("2、Person")

override val msg:String =
"init"

}

new Person

而下面的则不会抛异常了，原因是子类没有重写msg字段，所以父类构造器在执行时，msg使用的还是父中的msg，且已经被初始化过了：

trait SayHello {

val msg: String = "000"

println("1、SayHello")

println(msg.toString) // 不会抛异常，注意：此名要放在上面msg初始化语句的后面，否则还是会抛空指针

}

class Person extends SayHello{

println("2、Person")

}

new Person

下面根据前面的知识（字段与方法相互实现与重写），结合上面的经验，分析分析一下下面的情况：

以下也可以，原因也是通过方法的多态来初始化：

trait SayHello {

var msg: String

println("1、SayHello")

println(msg.toString)//会去调用子类实现方法msg，顺利执行

}

class Person extends SayHello{

println("2、Person")

def msg:String =
{println("person.msg");"init" }

def msg_=(x:String) = println(x)

}

new Person

trait SayHello {

var msg:
String

println("1、SayHello")

println(msg.toString) // 抛 NullPointerException，原因父类中的msg被子类实现过，但父类调用时，子类还未初始msg字段

}

class Person extends SayHello{

println("2、Person")

var msg:String
= "init"

}

new Person

上面除了通过调用子类实现（或重写）方法解决问题外，下面还可以通过提前定义方式来初始化：

trait SayHello {

val msg: String

println("3、SayHello")

println(msg.toString)

}

class Person{println("2、Person")}

val p = new {

val msg: String = {println("1、init");"init"}
// 实例化时提前初始化

} with Person with SayHello

1、init -> 2、Person -> 3、SayHello

注意上面new
… with与class …extends…with的区别，new…with是动态混入，执行构造器是从new后面的类（或块，这里为块）开始从左到右依次执行；而class…extends…with则是静态混入，在定义class时就已确定，其构造器是从extends后面的类开始从左往右依次执行，执行完后最后执行class 后面指定的类的构造器。如下面的new … with形式构造顺序：

trait A{

println("a")

}

class B extends A{

println("b")

}

trait C extends A{

println("c")

}

new B with C // a -> b -> c

class…extends…with构造顺序：

trait A{

println("a")

}

trait B{

println("b")

}

class C extends A with B{

println("c")

}

new C // a -> b -> c

下面是另一种初始化方式（class …extends…with静态定义方式），此种方式比上面初始化方式好理解一点：

trait SayHello {

val msg: String

println("2、SayHello")

println(msg.toString)

}

class Person extends {

val msg: String = {println("1、init");"init"}
// 类定义时提前初始化

} with SayHello {

println("3、Person")

}

new Person

// 另外一种方式就是使用lazy value

trait SayHello {

lazy val msg: String =
{println("SayHello");null} // 此句不会执行

println(msg.toString) // 此句会调用子类重写过的msg成员，由于子类msg定义成了lazy，而lazy变量有个特性就是在使用时会执行右边表达式，所以在这里调用msg.toString方法时，就会触发懒加载右边的计算表达式，所以lazy字段不是由类来初始化的，而是由调用时机来决定，所以子类中的lazy
msg会先于子类其他成员被初始化

println("2")

}

class Person extends SayHello {

println("3")

val m: String =
{println("4");"m"}

override lazy val msg: String =
{println("1");"init"}

}

new Person

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)

}

new Person("leo").sayHello

log: Hi, I'm leo

Hi, I'm leo

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)

sayHelloFunc("leo")

变量带返回类型：

val sayHelloFunc:String=>Unit = (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，即返回值就是一个函数，如下面根据不同的msg生成不同的函数

def getGreetingFunc(msg: String) = (name:
String) => println(msg + ", " + name)

var greetingFunc =
getGreetingFunc("hello")

greetingFunc("leo")

greetingFunc = getGreetingFunc("hi")

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；

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")

// 只要某个参数只在函数体里出现一次，则可以使用下划线 _ 来替换这个参数

def triple(func: (Int) => Int) = {
func(3) }

triple(3 * _)

// 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！

有多少个下划线，则就表示有多少个不同的参数。多个占位符时，第一个下划线表示第一个参数，第二个下划线表示第二个参数，以此类推；所以同一参数多处出现时是无法使用这种占位符来表示的。

使用占位符时，有时无法推导出类型，如：

scala> val f = _ + _

此时需明确写出类型：

scala> val f = (_: Int) + (_: Int)

f: (Int, Int) => Int = <function2>

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

SAM转换

如果Scala调用Java的某个方法传入的是一个SAM，则可以通过Scala提供的很方便的一种转换，将函数对象会传给Java方法

// 在Java中，由于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，犹如这样接口只有单个的抽象方法，就叫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Scala提供的SAM转换功能，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

import javax.swing._

import java.awt.event._

val button = new JButton("Click")

button.addActionListener(new ActionListener
{// ActionListener接口只有一个抽象方法，这样的接口叫SAM

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

sum2(1)(1)

return到外层函数

// 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（即外层函数），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)

}

greeting("leo")

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trait。这个结构与Java的集合体系非常相似（最上层为public interface
Collection<E> extends Iterable<E>）。

// 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)

}

LinkedList

// LinkedList代表一个可变的列表，使用elem可以引用其头部，使用next可以引用其尾部

// val l = scala.collection.mutable.LinkedList(1,
2, 3, 4, 5); l.elem; l.next

// 案例：使用while循环将LinkedList中的每个元素都乘以2

val list =
scala.collection.mutable.LinkedList(1, 2, 3, 4, 5)

var currentList = list

while (currentList != Nil) {

currentList.elem = currentList.elem *
2

currentList = currentList.next

}

// 案例：使用while循环将LinkedList中，从第一个元素开始，每隔一个元素，乘以2

val list =
scala.collection.mutable.LinkedList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10)

var currentList = list

var first = true

while (currentList != Nil &&
currentList.next != Nil) {

if (first) { currentList.elem =
currentList.elem * 2; first = false }

currentList =
currentList.next.next

if (currentList != Nil)
currentList.elem = currentList.elem * 2

}

Set

// Set代表一个没有重复元素的集合，Set为trait，分为可变与不可变两种trait

// 将重复元素加入Set是没有用的，比如val s = Set(1, 2, 3); s + 1; s + 4

// 而且Set是不保证插入顺序的，也就是说，Set中的元素是乱序的，val s = new scala.collection.mutable.HashSet[Int]();
s += 1; s += 2; s += 5

// LinkedHashSet会用一个链表维护插入顺序，val s = new
scala.collection.mutable.LinkedHashSet[Int](); i += 1; s += 2; s += 5

// SrotedSet会自动根据key来进行排序，val s =
scala.collection.mutable.SortedSet("orange", "apple",
"banana")

集合的函数式编程

// 集合的函数式编程非常非常非常之重要！！！

// 必须完全掌握和理解Scala的高阶函数是什么意思，Scala的集合类的map、flatMap、reduce、reduceLeft、foreach等这些函数，就是高阶函数，因为可以接收其他函数作为参数

// 高阶函数的使用，也是Scala与Java最大的一点不同！！！因为Java里面是没有函数式编程的，也肯定没有高阶函数，也肯定无法直接将函数传入一个方法，或者让一个方法返回一个函数

// 对Scala高阶函数的理解、掌握和使用，可以大大增强你的技术，而且也是Scala最有诱惑力、最有优势的一个功能！！！

// 此外，在Spark源码中，有大量的函数式编程，以及基于集合的高阶函数的使用！！！所以必须掌握，才能看懂spark源码

// map案例实战：为List中每个元素都添加一个前缀

List("Leo", "Jen",
"Peter", "Jack").map("name is " + _)

// faltMap案例实战：将List中的多行句子拆分成单词

List("Hello World", "You
Me").flatMap(_.split(" "))

// foreach案例实战：打印List中的每个单词

List("I", "have",
"a", "beautiful", "house").foreach(println(_))

// zip案例实战：对学生姓名和学生成绩进行关联

List("Leo", "Jen",
"Peter", "Jack").zip(List(100, 90, 75, 83))

函数式编程综合案例：统计多个文本内的单词总数

// 使用scala的io包将文本文件内的数据读取出来

val lines01 =
scala.io.Source.fromFile("C://Users//Administrator//Desktop//test01.txt").mkString

val lines02 =
scala.io.Source.fromFile("C://Users//Administrator//Desktop//test02.txt").mkString

// 使用List的伴生对象，将多个文件内的内容创建为一个List

val lines = List(lines01, lines02)

// 下面这一行才是我们的案例的核心和重点，因为有多个高阶函数的链式调用，以及大量下划线的使用，如果没有透彻掌握之前的课讲解的Scala函数式编程，那么下面这一行代码，完全可能会看不懂！！！

// 但是下面这行代码其实就是Scala编程的精髓所在，就是函数式编程，也是Scala相较于Java等编程语言最大的功能优势所在

// 而且，spark的源码中大量使用了这种复杂的链式调用的函数式编程

// 而且，spark本身提供的开发人员使用的编程api的风格，完全沿用了Scala的函数式编程，比如Spark自身的api中就提供了map、flatMap、reduce、foreach，以及更高级的reduceByKey、groupByKey等高阶函数

// 如果要使用Scala进行spark工程的开发，那么就必须掌握这种复杂的高阶函数的链式调用！！！

lines.flatMap(_.split("
")).map((_, 1)).map(_._2).reduceLeft(_ + _)

模式匹配

// Scala是没有Java中的switch case语法的，相对应的，Scala提供了更加强大的match case语法，即模式匹配，类替代switch case，match case也被称为模式匹配

// Scala的match case与Java的switch
case最大的不同点在于，Java的switch case仅能匹配变量的值，比1、2、3等；而Scala的match
case可以匹配各种情况，比如变量的类型、集合的元素、有值或无值

// match case的语法如下：变量 match { case 值 => 代码 }。如果值为下划线，则代表了不满足以上所有情况下的默认情况如何处理。此外，match case中，只要一个case分支满足并处理了，就不会继续判断下一个case分支了。（与Java不同，java的switch case需要用break阻止）

// match case语法最基本的应用，就是对变量的值进行模式匹配

// 案例：成绩评价

def judgeGrade(grade: String) {

grade match {

case "A" =>
println("Excellent")

case "B" =>
println("Good")

case "C" =>
println("Just so so")

case _ =>
println("you need work harder")

}

在模式匹配中使用if守卫

// Scala的模式匹配语法，有一个特点在于，可以在case后的条件判断中，不仅仅只是提供一个值，而是可以在值后面再加一个if守卫，进行双重过滤

// 案例：成绩评价（升级版）

def judgeGrade(name: String, grade:
String) {

grade match {

case "A" =>
println(name + ", you are excellent")

case "B" =>
println(name + ", you are good")

case "C" =>
println(name + ", you are just so so")

case _ if name ==
"leo" => println(name + ", you are a good boy, come on")

case _ =>
println("you need to work harder")

}

在模式匹配中进行变量赋值

// Scala的模式匹配语法，有一个特点在于，可以将模式匹配的默认情况，将下划线替换为一个变量名，此时模式匹配语法就会将要匹配的值赋值给这个变量，从而可以在后面的处理语句中使用要匹配的值

// 为什么有这种语法？？思考一下。因为只要使用用case匹配到的值，是不是我们就知道这个只啦！！在这个case的处理语句中，是不是就直接可以使用写程序时就已知的值！

// 但是对于下划线_这种情况，所有不满足前面的case的值，都会进入_这种默认情况进行处理，此时如果我们在处理语句中需要拿到具体的值进行处理呢？那就需要使用这种在模式匹配中进行变量赋值的语法！！

// 案例：成绩评价（升级版）

def judgeGrade(name: String, grade: String)
{

grade match {

case "A" =>
println(name + ", you are excellent")

case "B" =>
println(name + ", you are good")

case "C" =>
println(name + ", you are just so so")

case grade_ if name == "leo" => println(name +
", you are a good boy, come on, your grade is " + grade+ "
: " + grade_)

case _ => println("you need to work harder, your
grade is " + grade)

}

对类型进行模式匹配

// Scala的模式匹配一个强大之处就在于，可以直接匹配类型，而不是值！！！这点是java的switch case绝对做不到的。

// 理论知识：对类型如何进行匹配？其他语法与匹配值其实是一样的，但是匹配类型的话，就是要用“case 变量:
类型 => 代码”这种语法，而不是匹配值的“case 值 => 代码”这种语法。

// 案例：异常处理

import java.io._

def processException(e: Exception) {

e match {

case e1:
IllegalArgumentException => println("you have illegal arguments!
exception is: " + e1)

case e2:
FileNotFoundException => println("cannot find the file you need read or
write!, exception is: " + e2)

case e3: IOException
=> println("you got an error while you were doing IO operation!
exception is: " + e3)

case _: Exception =>
println("cannot know which exception you have!" )

}

processException(new IOException
("File not found"))

对Array和List进行模式匹配

// 对Array进行模式匹配，分别可以匹配带有指定元素的数组、带有指定个数元素的数组、以某元素打头的数组

// 对List进行模式匹配，与Array类似，但是需要使用List特有的::操作符

// 案例：对朋友打招呼

def greeting(arr: Array[String])
{

arr match {

case
Array("Leo") => println("Hi, Leo!")

case Array(girl1, girl2,
girl3) => println("Hi, girls, nice to meet you. " + girl1 + "
and " + girl2 + " and " + girl3)

case
Array("Leo", _*) => println("Hi, Leo, please introduce your
friends to me.")

case _ =>
println("hey, who are you?")

}

greeting(Array("Leo","Jack"))

def greeting(list: List[String])
{

list match {

case "Leo" ::
Nil => println("Hi, Leo!")

case girl1 :: girl2 ::
girl3 :: Nil => println("Hi, girls, nice to meet you. " + girl1 +
" and " + girl2 + " and " + girl3)

case "Leo" ::
tail => println("Hi, Leo, please introduce your friends to me.")

case _ =>
println("hey, who are you?")

}

greeting(List("Leo","Jack"))

case class与模式匹配

// Scala中提供了一种特殊的类，用case class进行声明，中文也可以称作样例类。case class其实有点类似于Java中的JavaBean的概念。即只定义field，并且由Scala编译时自动提供getter和setter方法，但是没有method。

// case class的主构造函数接收的参数通常不需要使用var或val修饰，Scala自动就会使用val修饰（但是如果你自己使用var修饰，那么还是会按照var来）

// Scala自动为case
class定义了伴生对象，也就是object，并且定义了apply()方法，该方法接收主构造函数中相同的参数，并返回case class对象

// 案例：学校门禁

class Person

case class Teacher(name: String, subject:
String) extends Person

case class Student(name: String, classroom:
String) extends Person

def judgeIdentify(p: Person) {

p match {

case Teacher(name,
subject) => println("Teacher, name is " + name + ", subject
is " + subject)

case Student(name,
classroom) => println("Student, name is " + name + ",
classroom is " + classroom)

case _ =>
println("Illegal access, please go out of the school!")

}

judgeIdentify(Student("Leo","1"))

Option与模式匹配

// Scala有一种特殊的类型，叫做Option。Option有两种值，一种是Some，表示有值，一种是None，表示没有值。

// Option通常会用于模式匹配中，用于判断某个变量是有值还是没有值，这比null来的更加简洁明了

// Option的用法必须掌握，因为Spark源码中大量地使用了Option，比如Some(a)、None这种语法，因此必须看得懂Option模式匹配，才能够读懂spark源码。

// 案例：成绩查询

val grades = Map("Leo" ->
"A", "Jack" -> "B", "Jen" ->
"C")

def getGrade(name: String) {

val grade = grades.get(name)

grade match {

case Some(grade1) =>
println("your grade is " + grade1)

case None =>
println("Sorry, your grade information is not in the system")

}

getGrade("Lily")

getGrade("Leo")

Scala集合类的某些标准操作会产生Option可选值，如Map的get方法，查到值时返回Some(value)对象，没查到时返回None对象（而Java中返回的为Null，这会容易导致程序运行错误）

类型参数

类型参数是什么？类型参数其实就类似于Java中的泛型。先说说Java中的泛型是什么，比如我们有List a = new ArrayList()，接着a.add(1)，没问题，a.add("2")，然后我们a.get(1) == 2，对不对？肯定不对了，a.get(1)获取的其实是个String——"2"，String——"2"怎么可能与一个Integer类型的2相等呢？

所以Java中提出了泛型的概念，其实也就是类型参数的概念，此时可以用泛型创建List，List a = new
ArrayList[Integer]()，那么，此时a.add(1)没问题，而a.add("2")呢？就不行了，因为泛型会限制，只能往集合中添加Integer类型，这样就避免了上述的问题。

那么Scala的类型参数是什么？其实意思与Java的泛型是一样的，也是定义一种类型参数，比如在集合，在类，在函数中，定义类型参数，然后就可以保证使用到该类型参数的地方，就肯定，也只能是这种类型。从而实现程序更好的健壮性。

此外，类型参数是Spark源码中非常常见的，因此同样必须掌握，才能看懂spark源码。

泛型类

// 泛型类（类声明时类名后面中括号中的即为类型参数），顾名思义，其实就是在类的声明中，定义一些泛型类型，然后在类内部，比如field或者method，就可以使用这些泛型类型。

// 使用泛型类，通常是需要对类中的某些成员，比如某些field和method中的参数或变量，进行统一的类型限制，这样可以保证程序更好的健壮性和稳定性。

// 如果不使用泛型进行统一的类型限制，那么在后期程序运行过程中，难免会出现问题，比如传入了不希望的类型，导致程序出问题。

// 在使用类的时候，比如创建类的对象，将类型参数替换为实际的类型，即可。

案例：新生报到，每个学生来自不同的地方，id可能是Int，可能是String

class Student[T](val localId:
T) { // 在类参数中使用类型参数

def getSchoolId(hukouId: T) =
"S-" + hukouId + "-" + localId // 在方法参数中使用类型参数

}

val leo = new Student[Int](111)

// Scala自动推断泛型类型特性：直接给使用了泛型类型的field赋值时，Scala会自动进行类型推断。

scala> val leo = new Student(111)

leo: Student[Int]
= Student@f001896

scala> val leo = new
Student("string")

leo: Student[String]
= Student@488eb7f2

泛型函数

// 泛型函数（方法声明时方法名后面中括号中的即为类型参数），与泛型类类似，可以给某个函数在声明时指定泛型类型，然后在函数体内，多个变量或者返回值之间，就可以使用泛型类型进行声明，从而对某个特殊的变量，或者多个变量，进行强制性的类型限制。

案例：卡片售卖机，可以指定卡片的内容，内容可以是String类型或Int类型

def getCard[T](content:
T) = {

if(content.isInstanceOf[Int])
"card: 001, " + content

else
if(content.isInstanceOf[String]) "card: this is your card, " +
content

else "card: " + content

}

getCard[String]("hello
world")

getCard[Double](0.01)

// 与泛型类一样，你可以通过给使用了泛型类型的变量传递值来让Scala自动推断泛型的实际类型，也可以在调用函数时，手动指定泛型类型，上面就是在调用时手动在中括号中指定的，下面靠传入值自动推断：

scala> getCard ("hello world")

res2: String = card: this is your card,
hello world

scala> getCard (0.01)

res3: String = card: 0.01

上边界Bounds

// 在指定泛型类型的时候，有时，我们需要对泛型类型的范围进行界定，而不是可以是任意的类型。比如，我们可能要求某个泛型类型，它就必须是某个类的子类，这样在程序中就可以放心地调用泛型类型继承的父类的方法，程序才能正常的使用和运行。此时就可以使用上下边界Bounds的特性。如下面没有使用上边界时，是不能调用类型参数相关方法的：

class Person(val name: String) {

def makeFriends(p: Person) {}

}

class Party[T](p1: T, p2: T) {

def play = p1.makeFriends(p2) // 编译会出错

}

// Scala的上下边界特性允许泛型类型必须是某个类的子类，或者必须是某个类的父类

案例：在派对上交朋友

class Person(val name: String) {

def sayHello = println("Hello, I'm " + name)

def makeFriends(p: Person) {

sayHello

p.sayHello

}

class Student(name: String) extends Person(name)

class Party[T <: Person](p1: T, p2: T) { // <:要求T必须是Person或其子类，由于p1 类型为Person或其子类Student，所以可以调用父类中的方法

def play = p1.makeFriends(p2)

}

val leo = new Student("Leo")

val lily = new Student("Lily")

new Party(leo,lily).play

下边界Bounds

// 除了指定泛型类型的上边界，还可以指定下边界，即指定泛型类型必须是某个类的父类

案例：领身份证（只能是自己或父亲代领）

class Father(val name: String)

class Child(name: String) extends
Father(name)

def getIDCard[R >: Child](person: R) { // R必须是Child的父类

if (person.getClass ==
classOf[Child]) println("please tell us your parents' names.")

else if (person.getClass ==
classOf[Father]) println("sign your name for your child's id card.")

else println("sorry, you are
not allowed to get id card.")

}

val f = new Father("Father")

val c = new Child("Child")

scala> getIDCard[Father](f)

sign your name for your child's id card.

scala> getIDCard[Child](c)

please tell us your parents' names.

scala> getIDCard(f) // 类型自动推断

sign your name for your child's id card.

scala> getIDCard(c) // 类型自动推断

please tell us your parents' names.

val s = new Student("Student")

scala> getIDCard(s)

sorry, you are not allowed to get id
card.

注：下边界与上边界是不同的，上边界是为了可以调用类型参数相应方法，而下边界是为了限制泛型类或泛型函数只适用于哪些类，而不是为了调用类型参数相应方法。

View Bounds

// 上下边界Bounds，虽然可以让一种泛型类型，支持有父子关系的多种类型。但是，在某个类与上下边界Bounds指定的父子类型范围内的类都没有任何关系，则默认是肯定不能接受的。

// 然而，View Bounds作为一种上下边界Bounds的加强版，支持可以对类型进行隐式转换，将指定的类型进行隐式转换后，再判断是否在边界指定的类型范围内

案例：跟小狗交朋友

class Person(val name: String) {

def sayHello =
println("Hello, I'm " + name)

def makeFriends(p: Person) {

sayHello

p.sayHello

}

class Student(name: String) extends
Person(name)

class Dog(val name: String) { def
sayHello = println("Wang, Wang, I'm " + name) }

implicit def dog2person(o: Object):
Person =

if(o.isInstanceOf[Dog])
{println("-D-");val _o = o.asInstanceOf[Dog]; new Person(_o.name){

override
def sayHello = _o.sayHello

}
}// 如果是狗，隐式的转换为人

//注：即使是Person或Student，也要将Object强转成Person后返回，而不能直接将o返回，否则可能引起循环调用隐式转换

else
if(o.isInstanceOf[Person]) {println("-P-");val _o =
o.asInstanceOf[Person];_o} // 如果是人，不用转换，只是强转型后返回

else
{println("-O-");error(o.toString)} //其他情况返回Nothing

class Party[T <% Person](p1: T){ // <%表示T可以是Person或其子类，或者是可以经过隐式转换后成为Person或其子类的类

def play() =
{println(p1.name);println("--------------------")}

}

class Party2[T <% Person](p1: T,p2: T){

def play() = {p1.makeFriends(p2);println("--------------------")}

}

val leo = new Person("Leo")

val lily = new Student("Lily")

new Party(leo).play()

new Party(lily).play()

val dog = new Dog("Dog")

new Party(dog).play()//发生隐式转换

new Party2(lily,leo).play()

new Party2(dog,leo).play()//发生隐式转换

new Party2(lily,dog).play()//发生隐式转换

Context Bounds

// Context Bounds是一种特殊的Bounds，它会根据泛型类型的声明，比如“T: 类型”要求必须存在一个类型为“类型[T]”的隐式值（运行时Scala会帮我们自动注入这个已存在的隐式值）。其实个人认为，Context
Bounds之所以叫Context，是因为它基于的是一种全局的上下文，需要使用到上下文中的隐式值以及注入。

案例：使用Scala内置的比较器比较大小

// Ordering[T]类似Java中的Comparator<T>比较器

class Calculator[T: Ordering] (val number1: T, val number2: T) {

//运行时，Scala会在上下文中去找类型为Ordering[T]的隐式值并注进来，所以调用该方法时不需要传递该参数值了

def max(implicit order: Ordering[T]) = if(order.compare(number1, number2) > 0)
number1 else number2

}

new Calculator(3,4).max

Manifest Context Bounds

// 在Scala中，如果要实例化一个泛型数组，就必须使用Manifest Context Bounds。也就是说，如果数组元素类型为T的话，需要为类或者函数定义[T: Manifest]泛型类型，这样才能实例化Array[T]这种泛型数组。

案例：打包饭菜（一种食品打成一包）

class Meat(val name: String)

class Vegetable(val name: String)

def packageFood[T: Manifest] (food: T*) = {

// 创建泛型数组Array[T]：即数组中的元素类型要在运行时才能确定，编译时无法确定，元素类型为动态

val foodPackage = new Array[T](food.length)

for(i <- 0 until food.length) foodPackage(i) = food(i)

foodPackage

}

val gongbaojiding = new Meat("gongbaojiding")

val yuxiangrousi = new Meat("yuxiangrousi")

val shousiyangpai = new Meat("shousiyangpai")

val meatPackageFood =
packageFood(gongbaojiding,yuxiangrousi,shousiyangpai)

meatPackageFood: Array[Meat] = Array(Meat@20b829d5, Meat@7c5f29c6, Meat@4baf997)

val qingcai = new Vegetable("qingcai")

val baicai = new Vegetable("baicai")

val huanggua = new Vegetable("huanggua")

val vegPackageFood = packageFood(qingcai,baicai,huanggua)

vegPackageFood:
Array[Vegetable] = Array(Vegetable@583030bd,
Vegetable@2ac3d530, Vegetable@2431050d)

协变和逆变

// Scala的协变和逆变是非常有特色的！完全解决了Java中的泛型的一大缺憾！

// 举例来说，Java中，如果有Professional是Master的子类，那么Card[Professionnal]是不是Card[Master]的子类？答案是：不是。因此对于开发程序造成了很多的麻烦。

// 而Scala中，只要灵活使用协变和逆变，就可以解决Java泛型的问题。

案例：进入会场

class Master // 大师

class Professional extends Master // 专家，按理来说，大师是一种专家，应该是Master为Professional子类才对

// 大师以及专家的名片都可以进入会场

class Card[+T] (val name: String) // 协变：当类型B是类型A的子类型，则可以认为T[B]是T[A]的子类

def enterMeet(card: Card[Master]) {

println("welcome to have this
meeting!")

}

// 如果去掉+加号，则Card[Professional]不能传入到enterMeet方法

//专家级别及以上大师级别的名片就可以进入会场

class Card[-T] (val name: String) // 逆变：当类型B是类型A的子类型，则反过来可以认为T[A]是T[B]的子类型

// 要想父类也可以传进来，则要让Card进行逆变，这样Card[Master]就反过来成为Card[Professional]的子类，所以就能传进来了

def enterMeet(card: Card[Professional]) {

println("welcome to have this
meeting!")

}

Existential Type

// 在Scala里，有一种特殊的类型参数，就是Existential Type，存在性类型。这种类型务必掌握是什么意思，因为在spark源码实在是太常见了！

Array[T] forSome { type T }

Array[_]

scala> def foo[T](x : Array[T]) =
println(x.length)

foo: [T](x: Array[T])Unit

scala>
foo(Array[String]("foo", "bar", "baz"))

scala> def foo(x : Array[T] forSome { type T}) = println(x.length)

foo: (x: Array[_])Unit

scala>
foo(Array[String]("foo", "bar", "baz"))

scala> def foo(x : Array[_]) = println(x.length)

foo: (x: Array[_])Unit

scala>
foo(Array[String]("foo", "bar", "baz"))

scala> def foo(x : Array[T] forSome {
type T <: CharSequence}) = x.foreach(y => println(y.length))

foo: (x: Array[_ <: CharSequence])Unit

scala>
foo(Array[String]("foo", "bar", "baz"))

隐式转换

Scala提供的隐式转换和隐式参数功能，是非常有特色的功能。是Java等编程语言所没有的功能。它可以允许你手动指定，将某种类型的对象转换成其他类型的对象。通过这些功能，可以实现非常强大，而且特殊的功能。

Scala的隐式转换，其实最核心的就是定义隐式转换函数，即implicit conversion function。定义的隐式转换函数，只要在编写的程序内引入，就会被Scala自动使用。Scala会根据隐式转换函数的签名，在程序中使用到隐式转换函数接收的参数类型定义的对象时，会自动将其传入隐式转换函数，转换为另外一种类型的对象并返回。这就是“隐式转换”。

隐式转换函数叫什么名字是无所谓的，因为通常不会由用户手动调用，而是由Scala进行调用。但是如果要使用隐式转换，则需要对隐式转换函数进行导入。因此通常建议将隐式转换函数的名称命名为“one2one”的形式。

Spark源码中有大量的隐式转换和隐式参数，因此必须精通这种语法。

// 要实现隐式转换，只要程序可见的范围内定义隐式转换函数即可。Scala会自动使用隐式转换函数。隐式转换函数与普通函数唯一的语法区别就是，要以implicit开头，而且最好要定义函数返回类型。

// 案例：特殊售票窗口（只接受特殊人群，比如学生、老人等）

class SpecialPerson(val name: String)

class Student(val name: String)

class Older(val name: String)

implicit def object2SpecialPerson
(obj: Object): SpecialPerson = {

if (obj.getClass ==
classOf[Student]) { val stu = obj.asInstanceOf[Student]; new
SpecialPerson(stu.name) }

else if (obj.getClass ==
classOf[Older]) { val older = obj.asInstanceOf[Older]; new
SpecialPerson(older.name) }

else error(obj.toString)

}

var ticketNumber = 0

def buySpecialTicket(p: SpecialPerson) = {//只针对特殊人群卖票，所以如果是学生与老人，则要先转换为特殊人群

ticketNumber += 1

"T-" + ticketNumber

}

class Teacher(val name:String)

scala> val tom = new
Teacher("tom")

scala> buySpecialTicket(tom)

java.lang.RuntimeException:
Teacher@277f7dd3

at
scala.sys.package$.error(package.scala:27)

at
scala.Predef$.error(Predef.scala:144)

at
.object2SpecialPerson(<console>:17)

... 32 elided

scala> val s = new
Student("student")

scala> val o = new Older("older")

scala> buySpecialTicket(s)

res1: String = T-1

scala> buySpecialTicket(o)

res2: String = T-2

使用隐式转换加强现有类型

// 隐式转换非常强大的一个功能，就是可以在不知不觉中加强现有类型的功能（有点像Java中的装饰模式）。也就是说，可以为某个类定义一个加强版的类，并定义互相之间的隐式转换，从而让源类在使用加强版的方法时，由Scala自动进行隐式转换为加强类，然后再调用该方法（如内置的Int 类的加强版 RichInt）。

// 案例：超人变身

class Man(val name: String)

class Superman(val name: String) {

def emitLaser = println("emit a
laster!") // 超人才有该方法

}

implicit def man2superman(man: Man): Superman = new Superman(man.name)

val leo = new Man("leo") // 普通人

leo.emitLaser // 调用不存在的方法时，会自动的先转换为超人

隐式转换函数作用域与导入

// Scala默认有两种找隐式转换的方式：首先是从源类型或者目标类型，这两类型的伴生对象中找隐式转换函数；然后在当前程序作用域内找隐式转换函数。

// 如果隐式转换函数不在上述两种情况下的话，那么就必须手动使用import语法引入某个包下的隐式转换函数，比如import test._。通常建议，仅仅在需要进行隐式转换的地方，比如某个函数或者方法内，用import导入隐式转换函数，这样可以缩小隐式转换函数的作用域，避免不需要的隐式转换。

隐式转换的发生时机

// 1、调用某个函数，但是给函数传入的参数的类型，与函数定义的接收参数类型不匹配（案例：特殊售票窗口）

// 2、使用某个类型的对象，调用某个方法，而这个方法并不存在于该类型时（案例：超人变身）

// 3、使用某个类型的对象，调用某个方法，虽然该类型有这个方法，但是传给方法的参数类型与方法定义的接收参数的类型不匹配（案例：特殊售票窗口加强版）

//4、将一种类型赋值给另一种类型时，如果类型不兼容时

// 案例：特殊售票窗口加强版

class TicketHouse {

var ticketNumber = 0

def buySpecialTicket(p:
SpecialPerson) = {

ticketNumber += 1

"T-" +
ticketNumber

}

new TicketHouse().buySpecialTicket(new Student("student"))

隐式参数

// 所谓的隐式参数，指的是在函数或者方法中，定义一个用implicit修饰的参数，此时Scala会尝试找到一个指定类型的，用implicit修饰的对象，即隐式值，并自动注入到该隐式参数。

// Scala会在两个范围内查找：一种是当前作用域内定义val或var隐式变量；一种是从隐式参数类型的伴生对象内找隐式值

// 案例：考试签到

class SignPen {

def write(content: String) =
println(content)

}

implicit val signPen = new SignPen

def signForExam(name: String) (implicit signPen: SignPen) {

signPen.write(name + " come to
exam in time.")

}

Actor

Scala的Actor类似于Java中的多线程编程。但是不同的是，Scala的Actor提供的模型与多线程有所不同。Scala的Actor尽可能地避免锁和共享状态，从而避免多线程并发时出现资源争用的情况，进而提升多线程编程的性能。此外，Scala Actor的这种模型还可以避免死锁等一系列传统多线程编程的问题。

Spark中使用的分布式多线程框架，是Akka。Akka也实现了类似Scala Actor的模型，其核心概念同样也是Actor。因此只要掌握了Scala Actor，那么在Spark源码研究时，至少即可看明白Akka Actor相关的代码。但是，换一句话说，由于Spark内部有大量的Akka Actor的使用，因此对于Scala Actor也至少必须掌握，这样才能学习Spark源码。

Actor的创建、启动和消息收发

// Scala提供了Actor trait来让我们更方便地进行actor多线程编程，就Actor trait就类似于Java中的Thread和Runnable一样，是基础的多线程基类和接口。我们只要重写Actor
trait的act方法，即可实现自己的线程执行体，与Java中重写run方法类似。

// 此外，使用start()方法启动actor；使用!符号，向actor发送消息；actor内部使用receive和模式匹配接收消息

// 案例：Actor Hello World

import scala.actors.Actor

class HelloActor extends Actor {

def act() {

while (true) {

receive {

case name: String => println("Hello, " + name)

}

val helloActor = new HelloActor

helloActor.start()

helloActor ! "leo"

收发case class类型的消息

// Scala的Actor模型与Java的多线程模型之间，很大的一个区别就是，Scala Actor天然支持线程之间的精准通信；即一个actor可以给其他actor直接发送消息。这个功能是非常强大和方便的。

// 要给一个actor发送消息，需要使用“actor ! 消息”的语法。在scala中，通常建议使用样例类，即case class来作为消息进行发送。然后在actor接收消息之后，可以使用scala强大的模式匹配功能来进行不同消息的处理。

// 案例：用户注册登录后台接口

import scala.actors.Actor

case class Login(username: String,
password: String)

case class Register(username: String,
password: String)

class UserManageActor extends Actor {

def act() {

while (true) {

receive {

case Login(username, password) => println("login, username is " +
username + ", password is " + password)

case Register(username, password) => println("register, username is
" + username + ", password is " + password)

}

val userManageActor = new UserManageActor

userManageActor.start()

userManageActor ! Register("leo",
"1234"); userManageActor ! Login("leo", "1234")

Actor之间互相收发消息

// 如果两个Actor之间要互相收发消息，那么scala的建议是，一个actor向另外一个actor发送消息时，同时带上自己的引用；其他actor收到自己的消息时，直接通过发送消息的actor的引用，即可以给它回复消息。

// 案例：打电话

import
scala.actors.Actor

case class
Message(content: String, sender: Actor)

class
LeoTelephoneActor extends Actor {

def act()
{

while (true) {

receive {

case Message(content, sender) => { println("leo telephone: " +
content); sender ! "I'm leo, please call me after 10 minutes." }

}

class
JackTelephoneActor(val leoTelephoneActor: Actor) extends Actor {

def act()
{

leoTelephoneActor ! Message("Hello, Leo, I'm Jack.", this)

receive {

case response: String => println("jack telephone: " + response)

}

val leoTel = new LeoTelephoneActor

val jackTel = new
JackTelephoneActor(leoTel)

leoTel.start

jackTel.start

同步消息和Future

// 默认情况下，消息都是异步的；但是如果希望发送的消息是同步的，即对方接受后，一定要给自己返回结果，那么可以使用!?的方式发送消息。即val reply = actor !? message。

// 如果要异步发送一个消息，但是在后续要获得消息的返回值，那么可以使用Future。即!!语法。val future = actor !! message。val reply = future()。

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