如何理解Scala的核心規則

這篇文章將為大家詳細講解有關如何理解Scala的核心規則，文章內容質量較高，因此小編分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后對相關知識有一定的了解。

Read Eval Print Loop (REPL)

REPL在Scala里面指的是直接運行scala.exe進入的交互式命令行模式。廣義上講，也泛指那些在線編程工具。

核心規則1：請使用REPL來熟悉Scala語言。

Scala的REPL有個好處是能夠將我們輸入的每行代碼的內部表示反饋出來。比如：

scala> def add(a:Int, b:Int):Int = a + b

add: (a: Int, b: Int)Int

我們定義一個函數，完成兩個數的加法。Scala回顯給我們的內容可以幫助我們寫代碼。

表達式與語句

表達式與語句的區別是：語句是用來執行的，而表達式是用來求值的。在程序員的世界里，表達式就是返回值，語言就是沒有返回值執行程序。

Scala是表達式導向的編程語言。但并不是100%成立，Scala代碼中還是有控制語塊，畢竟我們寫程序就是為了控制各種實體為我們服務的。

核心規則2：使用表達式，而不是語句。

這條規則主要是幫助我們簡化代碼，就像前面加法的例子，a+b就是一個表達式。相比于我們C語言寫的相同實現，簡單不好。代碼里面，像這樣的例子肯定還是存在很多的。

不要使用Return

當我們使用表達式的時候，就不需要Return了。因為表達式本身就是用來求值的，我們必要再去顯式地說我現在要返回什么。Scala編譯器自動使用***一個表達式的返回值作為函數的返回值。

我們應該記得一個編程指導意見就是函數在同一個地方返回。如果我們現在沒有Return語句了，像在Scala中，有沒有類似的編程指導呢？看個例子：

object NoReturn extends scala.App {    def createErrorMessage1(errorCode : Int) : String = {      val result = errorCode match {        case 1 => "Network Failure"       case 2 => "I/O Failure"       case 3 => "Unknown Error"     }      return result    }    def createErrorMessage2(errorCode: Int) : String = {      var result : String = null            // not val      errorCode match {        case 1 =>          result = "Network Failure"       case 2 =>          result = "I/O Failure"       case _ =>          result = "Unknown Error"     }      return result;    }    def createErrorMessage3(errorCode : Int) : String = {      errorCode match {        case 1 => "Network Failure"       case 2 => "I/O Failure"       case 3 => "Unknown Error"     }    }    println(createErrorMessage1(1))    println(createErrorMessage2(2))    println(createErrorMessage3(3))    println(1 match{case 1 => "Network Failure" case 2 => 3})    println(2 match{case 1 => "Network Failure" case 2 => 3})  }

createErrorMessage2應該是我們以往的寫法。定義一個局部變量，然后匹配errorCode，對其進行賦值。createErrorMessage1是Scala推薦的寫法（雖然還不夠簡潔），它使用的是val而不是var，來聲明臨時變量。val表示值，賦值后就不允許再更改；var是變量，可以重復賦值。createErrorMessage1的的result之后是一個表達式。求值之后直接就賦值了。createErrorMessage3就更加簡潔了，差不多到了***形態了。函數直接就返回一個表達式，少了臨時對象。

注：match case支持每個分支返回的類型不同。這個特性在函數式編程中非常有用。

Scala雖然支持所有的3中寫法，但是推薦***一種。因為它幫助簡化了代碼的復雜度，增加了程序的不可變性。不可變指的是程序在執行過程中，所有的狀態（變量）都是常量。不可變的代碼比可變代碼更加容易理解、調試和維護。

表達式導向的語言傾向與使用不可變的對象，能減少程序中的可變對象。

使用不可變對象

核心規則3：使用不可變對象可以大幅減少運行時故障。當面對可變與不可變的選擇時，選擇不可變對象無疑是最安全的。

對象等價性

Scala提供了##和==來判斷對象是不是等價，它們可以作用于AnyRef（引用）和AnyVal（值）。

對象的哈希值和equal應該成對出現。因為等價性經常使用到了hash值。

import collection.immutable.HashMap  class Point2(var x: Int, var y: Int) extends Equals {    def move(mx: Int, my: Int) : Unit = {      x = x + mx      y = y + my    }    override def hashCode(): Int = y + (31*x)    def canEqual(that: Any): Boolean = that match {      case p: Point2 => true     case _ => false   }    override def equals(that: Any): Boolean = {      def strictEquals(other: Point2) =        this.x == other.x && this.y == other.y      that match {        case a: AnyRef if this eq a => true       case p: Point2 => (p canEqual this) && strictEquals(p)        case _ => false     }    }  }  object ObjecteEquality extends scala.App  {    val x = new Point2(1,1)    val y = new Point2(1,2)    val z = new Point2(1,1)    println(x == y) // false    println(x == z) // true    val map = HashMap(x -> "HAI", y -> "ZOMG")    println(map(x)) // HAI    println(map(y)) // ZOMG    println(map(z)) // HAI, if we remove hashCode, there will be an exception    x.move(1,1)  // println(map(x)) //Exception in thread "main" java.util.NoSuchElementException: key not found: Point2@40    println(map.find(_._1 == x))  }

3-22行定義了一個Point2類，它繼承自Equals。

trait Equals extends Any {     def canEqual(that: Any): Boolean     def equals(that: Any): Boolean   }

定義了自己的move方法和hashCode方法。canEqual用來判斷是否可以在對象上應用equal方法，這里只是檢查是否類型匹配。equal包含一個內部函數strictEquals用來判斷對象的成員是否相等。equal首先檢查是不是引用了同一個Point2對象，如果是，直接返回true。否則，檢查類型是不是匹配，如果是，用strictEquals用來判斷對象的成員是否相等。

第36行：println(map(z))，它的正確執行依賴于hashCode是否定義。Map在尋找指定key的值的時候，會調用key.##。

第38行，由于move改變了x的內部狀態，hashCode計算出來的新值當做key去Map里面查找，找不到對應的值，就會報NoSuchElementException異常。

第40行，比較奇特?？聪耭ind的定義：

trait IterableLike：

override /*TraversableLike*/ def find(p: A => Boolean): Option[A] = iterator.find(p)

object Iterator：

def find(p: A => Boolean): Option[A] = {    var res: Option[A] = None    while (res.isEmpty && hasNext) {      val e = next()      if (p(e)) res = Some(e)    }    res  }

傳給find的是一個predicate。迭代器遍歷集合中的每個元素，并將該元素作為參數傳給predicate。所有我們這里傳給predicate的參數是一個鍵值對[A,B]。_就是傳給predicate的參數。_1指的是鍵值對中的***個元素（實際上是元組中的***個元素），即A，也就是作為key的Point2?，F在很容易明白這句的意思了，就是與x的hashCode一樣的元素。_1的定義位于：

trait Product2：

/** A projection of element 1 of this Product.     * @return A projection of element 1.     */   def _1: T1

在我們實現對象的等價判斷的時候，請遵循：

• 如果兩個對象相等，那它們應該有相同的hashCode。

• 對象的hashCode在其生命周期內不會改變。

• 如果將一個對象發送給其他的JVM，應該保證等價判斷依賴于對象在兩個JVM都可用的屬性。主要用于序列化。

如果我們的對象是不可變的，那么上面的條件2自行就滿足了，這會簡化等價判斷。另外，不可變性不僅僅簡化等價判斷，也會簡化并行數據的訪問，因為不存在同步互斥。

使用None而不是null

null的使用還是很受大家詬病的。null迫使大家添加了額外的處理代碼。Scala使用Option來包裝了null的處理，我們不在需要去判斷變量是否為空。我們可以將Option看成一個通用的容器，包含了一些對象的容器（Some），或者是空容器（None）。這兩周容器都需要對象的類型。

類似地，Scala還有空的列表Nil。

核心規則4：使用None而不是null

Java中，我們經常會碰到空異常。如果我們學會了正確使用Option，完全可以避免空異常的發生。

Scala的Option伴生對象（companion object）包含一個工廠方法，將Java的null自動轉換為None：var x : Option[String] = Option(null)。等價于var x : Option[String] = Null。

Scala更加高級的用法是把它當作一個集合。這意味著，你可以在Option上使用map、flatMap、foreach，甚至是for表達式。

使用Null的一些高級實例：

class HttpSession  class Connection  object DriverManager {    def getConnection(url: String, user: String, pw: String): Connection = {      println("getConnection")      new Connection    }  }  object AdvancedNull extends scala.App {    //CREATE AN OBJECT OR RETURN A DEFAULT    def getTemporaryDirectory(tmpArg: Option[String]): java.io.File = {      tmpArg.map(name => new java.io.File(name)).        filter(_.isDirectory).        getOrElse(new java.io.File(        System.getProperty("java.io.tmpdir")))    }    //EXECUTE BLOCK OF CODE IF VARIABLE IS INITIALIZED    val username1: Option[String] = Option("Sulliy")    for (uname <- username1) {      println("User: " + uname)    }    val username2: Option[String] = None    for (uname <- username2) {      println("User: " + uname)    }    def canAuthenticate(username: String, password: Array[Char]): Boolean = {      println("canAuthenticate")      true   }    def privilegesFor(username: String): Int = {      println("privilegesFor")      0   }    def injectPrivilegesIntoSession(session: HttpSession, privileges: Int): Unit = {      println("injectPrivilegesIntoSession")    }    def authenticateSession(session: HttpSession,                            username: Option[String],                            password: Option[Array[Char]]) = {      for (u <- username;           p <- password;           if canAuthenticate(u, p)) {        val privileges = privilegesFor(u)        injectPrivilegesIntoSession(session, privileges)      }    }    authenticateSession(new HttpSession, None, None)    //USING POTENTIAL UNINITIALIZED VARIABLES TO CONSTRUCT ANOTHER VARIABLE    def createConnection(conn_url: Option[String],                         conn_user: Option[String],                         conn_pw: Option[String]): Option[Connection] =      for {        url <- conn_url        user <- conn_user        pw <- conn_pw      } yield DriverManager.getConnection(url, user, pw)    createConnection(None, Option("sully"), None)    def lift3[A, B, C, D](f: Function3[A, B, C, D]): Function3[Option[A], Option[B], Option[C], Option[D]] = {      (oa: Option[A], ob: Option[B], oc: Option[C]) =>        for (a <- oa; b <- ob; c <- oc) yield f(a, b, c)    }    lift3(DriverManager.getConnection)(Option("127.0.0.1"), Option("sulliy"), Option("sulliy"))  }

11行-16行，示例了通過一個文件名獲取File對象。由于輸入參數是Option[String]，該函數可以接受None，既null。map、filter、getOrElse都是Option的成員函數：

@inline final def map[B](f: A => B): Option[B] =       if (isEmpty) None else Some(f(this.get))   @inline final def filter(p: A => Boolean): Option[A] =       if (isEmpty || p(this.get)) this else None   @inline final def getOrElse[B >: A](default: => B): B =       if (isEmpty) default else this.get

前兩個函數都又返回了Option[]，所以我們可以進行級聯的書寫。map返回None（Option的子類），None的filter返回None，None的getOrElse返回default，即new java.io.File( System.getProperty("java.io.tmpdir")。

我們在需要創建一個對象或者返回一個缺省對象的時候，可以使用這種方法。

18行-21行，示例了將Option放在for循環里面。由于username1賦值了，username2為空，因此20行會被執行，24行不會被執行。37行-47行，給了一個更加復雜的例子。

49行-56行，示例了通過一個可能未初始化的對象來創建新對象。用到了yield。

58行-62行，提供了一個通用方法，將普通的Java方法封裝為支持Option的新的Scala方法。這樣，我們就不需要自己去處理所有參數的null檢查。

多態環境下的等價判斷

核心規則5：在使用多態情況下，使用scala.Equals提供的模板。

前面已經提到了scala.Equals，需要注意的是：請同時重寫canEqual和equal。

關于如何理解Scala的核心規則就分享到這里了，希望以上內容可以對大家有一定的幫助，可以學到更多知識。如果覺得文章不錯，可以把它分享出去讓更多的人看到。