课程内容:

• 关于这节课
• 表达式
• 值
• 函数
• 类
• 继承
• 特质
• 类型

关于这节课

最初的几个星期将涵盖基本语法和概念，然后我们将通过更多的练习展开这些内容。

有一些例子是以解释器交互的形式给出的，另一些则是以源文件的形式给出的。

安装一个解释器，可以使探索问题空间变得更容易。

为什么选择 Scala?

• 表达能力
  • 函数是一等公民
  • 闭包
• 简洁
  • 类型推断
  • 函数创建的文法支持
• Java互操作性
  • 可重用Java库
  • 可重用Java工具
  • 没有性能惩罚

Scala 如何工作?

• 编译成Java字节码
• 可在任何标准JVM上运行
  • 甚至是一些不规范的JVM上，如Dalvik
  • Scala编译器是Java编译器的作者写的

用 Scala 思考

Scala不仅仅是更好的Java。你应该用全新的头脑来学习它，你会从这些课程中认识到这一点的。

启动解释器

使用自带的sbt console启动。

$ sbt console

[...]

Welcome to Scala version 2.8.0.final (Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM, Java 1.6.0_20).
Type in expressions to have them evaluated.
Type :help for more information.

scala>

表达式

scala> 1 + 1
res0: Int = 2

res0是解释器自动创建的变量名称，用来指代表达式的计算结果。它是Int类型，值为2。

Scala中（几乎）一切都是表达式。

值

你可以给一个表达式的结果起个名字赋成一个不变量（val）。

scala> val two = 1 + 1
two: Int = 2

你不能改变这个不变量的值.

变量

如果你需要修改这个名称和结果的绑定，可以选择使用var。

scala> var name = "steve"
name: java.lang.String = steve

scala> name = "marius"
name: java.lang.String = marius

函数

你可以使用def创建函数.

scala> def addOne(m: Int): Int = m + 1
addOne: (m: Int)Int

在Scala中，你需要为函数参数指定类型签名。

scala> val three = addOne(2)
three: Int = 3

如果函数不带参数，你可以不写括号。

scala> def three() = 1 + 2
three: ()Int

scala> three()
res2: Int = 3

scala> three
res3: Int = 3

匿名函数

你可以创建匿名函数。

scala> (x: Int) => x + 1
res2: (Int) => Int = <function1>

这个函数为名为x的Int变量加1。

scala> res2(1)
res3: Int = 2

你可以传递匿名函数，或将其保存成不变量。

scala> val addOne = (x: Int) => x + 1
addOne: (Int) => Int = <function1>

scala> addOne(1)
res4: Int = 2

如果你的函数有很多表达式，可以使用{}来格式化代码，使之易读。

def timesTwo(i: Int): Int = {
  println("hello world")
  i * 2
}

对匿名函数也是这样的。

scala> { i: Int =>
  println("hello world")
  i * 2
}
res0: (Int) => Int = <function1>

在将一个匿名函数作为参数进行传递时，这个语法会经常被用到。

部分应用（Partial application）

你可以使用下划线“_”部分应用一个函数，结果将得到另一个函数。Scala使用下划线表示不同上下文中的不同事物，你通常可以把它看作是一个没有命名的神奇通配符。在{ _ + 2 }的上下文中，它代表一个匿名参数。你可以这样使用它：

scala> def adder(m: Int, n: Int) = m + n
adder: (m: Int,n: Int)Int

scala> val add2 = adder(2, _:Int)
add2: (Int) => Int = <function1>

scala> add2(3)
res50: Int = 5

你可以部分应用参数列表中的任意参数，而不仅仅是最后一个。

柯里化函数

有时会有这样的需求：允许别人一会在你的函数上应用一些参数，然后又应用另外的一些参数。

例如一个乘法函数，在一个场景需要选择乘数，而另一个场景需要选择被乘数。

scala> def multiply(m: Int)(n: Int): Int = m * n
multiply: (m: Int)(n: Int)Int

你可以直接传入两个参数。

scala> multiply(2)(3)
res0: Int = 6

你可以填上第一个参数并且部分应用第二个参数。

scala> val timesTwo = multiply(2) _
timesTwo: (Int) => Int = <function1>

scala> timesTwo(3)
res1: Int = 6

你可以对任何多参数函数执行柯里化。例如之前的adder函数

scala> (adder _).curried
res1: (Int) => (Int) => Int = <function1>

可变长度参数

这是一个特殊的语法，可以向方法传入任意多个同类型的参数。例如要在多个字符串上执行String的capitalize函数，可以这样写：

def capitalizeAll(args: String*) = {
  args.map { arg =>
    arg.capitalize
  }
}

scala> capitalizeAll("rarity", "applejack")
res2: Seq[String] = ArrayBuffer(Rarity, Applejack)

类

scala> class Calculator {
     |   val brand: String = "HP"
     |   def add(m: Int, n: Int): Int = m + n
     | }
defined class Calculator

scala> val calc = new Calculator
calc: Calculator = Calculator@e75a11

scala> calc.add(1, 2)
res1: Int = 3

scala> calc.brand
res2: String = "HP"

上面的例子展示了如何在类中用def定义方法和用val定义字段值。方法就是可以访问类的状态的函数。

构造函数

构造函数不是特殊的方法，他们是除了类的方法定义之外的代码。让我们扩展计算器的例子，增加一个构造函数参数，并用它来初始化内部状态。

class Calculator(brand: String) {
  /**
   * A constructor.
   */
  val color: String = if (brand == "TI") {
    "blue"
  } else if (brand == "HP") {
    "black"
  } else {
    "white"
  }

  // An instance method.
  def add(m: Int, n: Int): Int = m + n
}

注意两种不同风格的注释。

你可以使用构造函数来构造一个实例：

scala> val calc = new Calculator("HP")
calc: Calculator = Calculator@1e64cc4d

scala> calc.color
res0: String = black

表达式

上文的Calculator例子说明了Scala是如何面向表达式的。颜色的值就是绑定在一个if/else表达式上的。Scala是高度面向表达式的：大多数东西都是表达式而非指令。

旁白: 函数 vs 方法

函数和方法在很大程度上是可以互换的。由于函数和方法是如此的相似，你可能都不知道你调用的东西是一个函数还是一个方法。而当真正碰到的方法和函数之间的差异的时候，你可能会感到困惑。

scala> class C {
     |   var acc = 0
     |   def minc = { acc += 1 }
     |   val finc = { () => acc += 1 }
     | }
defined class C

scala> val c = new C
c: C = C@1af1bd6

scala> c.minc // calls c.minc()

scala> c.finc // returns the function as a value:
res2: () => Unit = <function0>

当你可以调用一个不带括号的“函数”，但是对另一个却必须加上括号的时候，你可能会想哎呀，我还以为自己知道Scala是怎么工作的呢。也许他们有时需要括号？你可能以为自己用的是函数，但实际使用的是方法。

在实践中，即使不理解方法和函数上的区别，你也可以用Scala做伟大的事情。如果你是Scala新手，而且在读两者的差异解释，你可能会跟不上。不过这并不意味着你在使用Scala上有麻烦。它只是意味着函数和方法之间的差异是很微妙的，只有深入语言内部才能清楚理解它。

继承

class ScientificCalculator(brand: String) extends Calculator(brand) {
  def log(m: Double, base: Double) = math.log(m) / math.log(base)
}

参考 Effective Scala 指出如果子类与父类实际上没有区别，类型别名是优于继承的。A Tour of Scala 详细介绍了子类化。

重载方法

class EvenMoreScientificCalculator(brand: String) extends ScientificCalculator(brand) {
  def log(m: Int): Double = log(m, math.exp(1))
}

抽象类

你可以定义一个抽象类，它定义了一些方法但没有实现它们。取而代之是由扩展抽象类的子类定义这些方法。你不能创建抽象类的实例。

scala> abstract class Shape {
     |   def getArea():Int    // subclass should define this
     | }
defined class Shape

scala> class Circle(r: Int) extends Shape {
     |   def getArea():Int = { r * r * 3 }
     | }
defined class Circle

scala> val s = new Shape
<console>:8: error: class Shape is abstract; cannot be instantiated
       val s = new Shape
               ^

scala> val c = new Circle(2)
c: Circle = Circle@65c0035b

特质（Traits）

特质是一些字段和行为的集合，可以扩展或混入（mixin）你的类中。

trait Car {
  val brand: String
}

trait Shiny {
  val shineRefraction: Int
}

class BMW extends Car {
  val brand = "BMW"
}

通过with关键字，一个类可以扩展多个特质：

class BMW extends Car with Shiny {
  val brand = "BMW"
  val shineRefraction = 12
}

参考 Effective Scala 对特质的观点。

什么时候应该使用特质而不是抽象类？ 如果你想定义一个类似接口的类型，你可能会在特质和抽象类之间难以取舍。这两种形式都可以让你定义一个类型的一些行为，并要求继承者定义一些其他行为。一些经验法则：

• 优先使用特质。一个类扩展多个特质是很方便的，但却只能扩展一个抽象类。
  
• 如果你需要构造函数参数，使用抽象类。因为抽象类可以定义带参数的构造函数，而特质不行。例如，你不能说trait t(i: Int) {}，参数i是非法的。

你不是问这个问题的第一人。可以查看更全面的答案： stackoverflow: Scala特质 vs 抽象类 , 抽象类和特质的区别, and Scala编程: 用特质，还是不用特质？

类型

此前，我们定义了一个函数的参数为Int，表示输入是一个数字类型。其实函数也可以是泛型的，来适用于所有类型。当这种情况发生时，你会看到用方括号语法引入的类型参数。下面的例子展示了一个使用泛型键和值的缓存。

trait Cache[K, V] {
  def get(key: K): V
  def put(key: K, value: V)
  def delete(key: K)
}

方法也可以引入类型参数。

def remove[K](key: K)