初探Scala編程：解釋器，變量及函數(shù)定義

作者：Martin Odersky等 2009-07-08 16:52:29

本文節(jié)選自Martin Odersky，Lex Spoon和Bill Venners所著，Regular翻譯的《Programming in Scala》的第二章。Scala是一種針對(duì) JVM 將函數(shù)和面向?qū)ο蠹夹g(shù)組合在一起的編程語(yǔ)言。

在我們開(kāi)始深度Scala教程之前，我們將用兩章來(lái)給你畫(huà)一張Scala大致的圖紙，更重要的是，帶你寫(xiě)一些代碼。我們鼓勵(lì)你實(shí)際嘗試所有出現(xiàn)在本章以及后續(xù)章節(jié)中的代碼例子。開(kāi)始學(xué)習(xí)Scala***的方法就是用它編程。

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要執(zhí)行本章的例子，你應(yīng)該有一份標(biāo)準(zhǔn)的Scala安裝。想要的話(huà)，可以到http://www.scala-lang.org/downloads并依照你的平臺(tái)的向?qū)АＤ阋部梢允褂肊clipse，IntelliJ，或NetBeans的Scala插件，但是對(duì)于本章的這幾步來(lái)說(shuō)，我們假設(shè)你用的是從scala-lang.org拿到的Scala發(fā)布包。

***步：學(xué)習(xí)使用Scala解釋器

開(kāi)始Scala最簡(jiǎn)單的方法是使用Scala解釋器，它是一個(gè)編寫(xiě)Scala表達(dá)式和程序的交互式“shell”。簡(jiǎn)單地在解釋器里輸入一個(gè)表達(dá)式，它將計(jì)算這個(gè)表達(dá)式并打印結(jié)果值。Scala的交互式shell就叫做scala。你可以在命令提示符里輸入scala使用它：

$ scala  
Welcome to Scala version 2.7.2.  
Type in expressions to have them evaluated.  
Type :help for more information.  
scala>

在你輸入表達(dá)式，如1 + 2，并敲了回車(chē)之后：

scala> 1 + 2

解釋器會(huì)打印：

res0: Int = 3

這行包括：

一個(gè)自動(dòng)產(chǎn)生的或用戶(hù)定義的名稱(chēng)說(shuō)明計(jì)算的值（res0，表示結(jié)果0），

一個(gè)冒號(hào)（:），跟著表達(dá)式的類(lèi)型（Int），

一個(gè)等號(hào)（=），

計(jì)算表達(dá)式所得到的結(jié)果（3）。

Int類(lèi)型指代了scala包的類(lèi)Int。Scala里的包與Java里的包很相似：它們把全局命名空間分區(qū)并提供了信息隱藏的機(jī)制。類(lèi)Int的值對(duì)應(yīng)著Java的int值。更廣泛意義上來(lái)說(shuō)，所有的Java原始類(lèi)型在scala包里都有對(duì)應(yīng)的類(lèi)。例如，scala.Boolean對(duì)應(yīng)著Java的boolean。scala.Float對(duì)應(yīng)著Java的float。當(dāng)你把你的Scala代碼編譯成Java字節(jié)碼，Scala編譯器將使用Java的原始類(lèi)型以便獲得其帶來(lái)的性能益處。

resX識(shí)別符還將用在后續(xù)的代碼行中。

例如，既然res0已在之前設(shè)為3，res0 * 3就是9：

scala> res0 * 3  
res1: Int = 9

打印必要的，卻不僅此而已的，Hello, world! 賀詞，輸入：

scala> println("Hello, world!")  
Hello, world!

println函數(shù)在標(biāo)準(zhǔn)輸出上打印傳給它的字串，就跟Java里的System.out.println一樣。

第二步：定義一些變量

Scala有兩種變量，val和var。val類(lèi)似于Java里的final變量。一旦初始化了，val就不能再賦值了。與之對(duì)應(yīng)的，var如同Java里面的非final變量。var可以在它生命周期中被多次賦值。下面是一個(gè)val的定義：

scala> val msg = "Hello, world!" 
msg: java.lang.String = Hello, world!

這個(gè)語(yǔ)句引入了msg當(dāng)作字串"Hello, world!"的名字。類(lèi)型是java.lang.String，因?yàn)镾cala的字串是由Java的String類(lèi)實(shí)現(xiàn)的。

如果你之前曾定義過(guò)Java變量，你會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)很醒目的差別：無(wú)論java.lang.String還是String都沒(méi)有出現(xiàn)在val的定義中。本例演示了類(lèi)型推斷：type inference，這種Scala能自動(dòng)理解你省略的類(lèi)型的能力。在這個(gè)例子里，因?yàn)槟阌靡粋€(gè)字串文本初始化了msg，Scala推斷msg的類(lèi)型是String。如果Scala解釋器（或編譯器）可以推斷類(lèi)型，那么讓它這么做而不是寫(xiě)一些沒(méi)必要的顯式類(lèi)型標(biāo)注常常是***的選擇。不過(guò)，如果你愿意，也可以顯式地定義類(lèi)型，也許有些時(shí)候你也應(yīng)該這么做。顯式的類(lèi)型標(biāo)注不但可以確保Scala編譯器推斷你傾向的類(lèi)型，還可以作為將來(lái)代碼讀者有用的文檔。Java中變量的類(lèi)型指定在其名稱(chēng)之前，與之不同的是，Scala里變量的類(lèi)型在其名稱(chēng)之后，用冒號(hào)分隔。如：

scala> val msg2: java.lang.String = "Hello again, world!" 
msg2: java.lang.String = Hello again, world!

或者，因?yàn)樵赟cala程序里java.lang類(lèi)型的簡(jiǎn)化名也是可見(jiàn)的，所以可以簡(jiǎn)化為：

scala> val msg3: String = "Hello yet again, world!" 
msg3: String = Hello yet again, world!

回到原來(lái)的那個(gè)msg，現(xiàn)在它定義好了，你可以按你的想法使用它，如：

scala> println(msg)  
Hello, world!

你對(duì)msg不能做的，因?yàn)槭莢al而不是var，就是再給它賦值。例如，看看你做如下嘗試的時(shí)候編譯器怎么報(bào)錯(cuò)的：

scala> msg = "Goodbye cruel world!" 
<console>:5: error: reassignment to val  
         msg = "Goodbye cruel world!" 
              ˆ

如果可重賦值是你需要的，你應(yīng)使用var，如下：

scala> var greeting = "Hello, world!" 
greeting: java.lang.String = Hello, world!

由于greeting是var而不是val，你可以在之后對(duì)它重新賦值。比如說(shuō)，如果你之后心態(tài)不平了，你可以修改你的greeting為：

scala> greeting = "Leave me alone, world!" 
greeting: java.lang.String = Leave me alone, world!

要輸入一些能跨越多行的東西，只要一行行輸進(jìn)去就行。如果輸?shù)叫形策€沒(méi)結(jié)束，解釋器將在下一行回應(yīng)一個(gè)豎線(xiàn)。

scala> val multiLine =  
      | "This is the next line."  
multiLine: java.lang.String = This is the next line.

如果你意識(shí)到你輸入了一些錯(cuò)誤的東西，而解釋器仍在等著你更多的輸入，你可以通過(guò)按兩次回車(chē)取消掉：

scala> val oops =  
      |  
      |  
You typed two blank lines. Starting a new command.  
scala>

本書(shū)后續(xù)部分，我們將省略豎線(xiàn)以便讓代碼更易于閱讀（并易于從PDF電子書(shū)中復(fù)制粘貼到解釋器里）。

第三步：定義一些函數(shù)

現(xiàn)在你已經(jīng)用過(guò)了Scala的變量，或許想寫(xiě)點(diǎn)兒函數(shù)。下面是在Scala里面的做法：

scala> def max(x: Int, y: Int): Int = {  
     if (x > y) x  
     else y  
    }  
max: (Int,Int)Int

函數(shù)的定義用def開(kāi)始。函數(shù)名，本例中是max，跟著是括號(hào)里帶有冒號(hào)分隔的參數(shù)列表。每個(gè)函數(shù)參數(shù)后面必須帶前綴冒號(hào)的類(lèi)型標(biāo)注，因?yàn)镾cala編譯器（還有解釋器，但之后我們將只說(shuō)編譯器）沒(méi)辦法推斷函數(shù)參數(shù)類(lèi)型。本例中，名叫max的函數(shù)帶有兩個(gè)參數(shù)，x和y，都是Int類(lèi)型。在max參數(shù)列表的括號(hào)之后你會(huì)看到另一個(gè)“: Int”類(lèi)型標(biāo)注。這個(gè)東西定義了max函數(shù)的結(jié)果類(lèi)型：result type。跟在函數(shù)結(jié)果類(lèi)型之后的是一個(gè)等號(hào)和一對(duì)包含了函數(shù)體的大括號(hào)。本例中，函數(shù)體里僅有一個(gè)if表達(dá)式，選擇x或者y，哪個(gè)較大，就當(dāng)作max函數(shù)的結(jié)果。就像這里演示的，Scala的if表達(dá)式可以像Java的三元操作符那樣產(chǎn)生一個(gè)值。舉例來(lái)說(shuō)，Scala表達(dá)式“if (x > y) x else y”與Java里的“(x > y) ? x : y”表現(xiàn)得很像。在函數(shù)體前的等號(hào)提示我們函數(shù)式編程的世界觀里，函數(shù)定義一個(gè)能產(chǎn)生值的表達(dá)式。函數(shù)的基本結(jié)構(gòu)在圖2.1里面演示。

Scala函數(shù)的基本構(gòu)成

有時(shí)候Scala編譯器會(huì)需要你定義函數(shù)的結(jié)果類(lèi)型。比方說(shuō)，如果函數(shù)是遞歸的，你就必須顯式地定義函數(shù)結(jié)果類(lèi)型。然而在max的例子里，你可以不用寫(xiě)結(jié)果類(lèi)型，編譯器也能夠推斷它。同樣，如果函數(shù)僅由一個(gè)句子組成，你可以可選地不寫(xiě)大括號(hào)。這樣，你就可以把max函數(shù)寫(xiě)成這樣：

scala> def max2(x: Int, y: Int) = if (x > y) x else y  
max2: (Int,Int)Int

一旦你定義了函數(shù)，你就可以用它的名字調(diào)用它，如：

scala> max(3, 5)  
res6: Int = 5

還有既不帶參數(shù)也不返回有用結(jié)果的函數(shù)定義：

scala> def greet() = println("Hello, world!")  
greet: ()Unit

當(dāng)你定義了greet()函數(shù)，解釋器會(huì)回應(yīng)一個(gè)greet: ()Unit。“greet”當(dāng)然是函數(shù)名。空白的括號(hào)說(shuō)明函數(shù)不帶參數(shù)。Unit是greet的結(jié)果類(lèi)型。Unit的結(jié)果類(lèi)型指的是函數(shù)沒(méi)有返回有用的值。Scala的Unit類(lèi)型比較接近Java的void類(lèi)型，而且實(shí)際上Java里每一個(gè)返回void的方法都被映射為Scala里返回Unit的方法。因此結(jié)果類(lèi)型為Unit的方法，僅僅是為了它們的副作用而運(yùn)行。在greet()的例子里，副作用是在標(biāo)準(zhǔn)輸出上打印一句客氣的助詞。

下一步，你將把Scala代碼放在一個(gè)文件中并作為腳本執(zhí)行它。如果你想離開(kāi)解釋器，輸入:quit或者:q。