4、Scala函数式基础

一、内置控制结构

    1、if表达式

        val filenameNice = if (!args.isEmpty) args(0) else "default.txt"

    2、while循环

        不管是while还是do...while，我们都不能叫做表达式，而应该叫做循环，因为它们不会计算出一个新值。它们的值类型是Unit，在scala中Unit和()是相等的

        def gcdLoop(x: Long, y: Long): Long = {

          var a = x

          var b = y

          while (a != 0) {

            val temp = a

            a = b % a

            b = temp

          }

          b

        }

        do...while...表达式

        var line = ""

        do {

          line = scala.io.StdIn.readLine()

          println("Read: " + line)

        } while (line != "")

        在scala中给var重新赋值，永远都是返回()(即Unit)

        () != ""将永远返回true

        var tempLine = ""

        while ((tempLine = scala.io.StdIn.readLine()) != "") // This doesn't work!

          println("Read: " + tempLine)

        因为while循环不计算出值，所以while的代码不那么的函数式，一般都会含有var变量，

        scala选择保留while是因为有些场景使用while的代码的可读性还是很强的

        采用递归来消除掉var

        def gcd(x: Long, y: Long): Long =

          if (y == 0) x else gcd(y, x % y)

    3、for表达式

         用for表达式迭代一个任意集合

         val filesHere = (new java.io.File(".")).listFiles

        for (file <- filesHere)

          println(file)

        for表达式中的过滤

        for (

          file <- filesHere

          if file.isFile

          if file.getName.endsWith(".scala")

        ) println(file)

        嵌套迭代(nested iteration)

        def grep(pattern: String) =

          for (

            file <- filesHere

            if file.getName.endsWith(".scala");

            line <- fileLines(file)

            if line.trim.matches(pattern)

          ) println(file + ": " + line.trim)

         可以在迭代的过程中，绑定中间值到一个变量

        上面的()可以换成{}，这样每一个语句后面的分号就可以省略

        def grepBindValue(pattern: String) =

          for {

            file <- filesHere

            if file.getName.endsWith(".scala")

            line <- fileLines(file)

            trimmed = line.trim

            if trimmed.matches(pattern)

          } println(file + ": " + trimmed)

        for ... yield ... 可以生成一个新的集合

        //返回的是Array，是因为filesHere的类型是Array

        def scalaFiles: Array[File] =

          for {

            file <- filesHere

            if file.getName.endsWith(".scala")

          } yield file

        val forLineLengths: List[Int] =

          for {

            file <- filesHere.toList

            if file.getName.endsWith(".scala")

            line <- fileLines(file)

            trimmed = line.trim

            if trimmed.matches(".*object.*")

          } yield trimmed.length

    4、异常处理

        scala中抛异常使用throw关键字，异常的捕获用catch关键字。捕获到异常后，可以计算并返回一个值

            val n = 5

            val half: Int =

              if (n % 2 == 0)

                n / 2

              else

                throw new RuntimeException("n must be even")

            println(half)

            try {

              //val f = new FileReader("input.txt") //这个会抛FileNotFoundException

              // Use and close file

              throw new IOException("test")

            } catch {

              case e @(_: FileNotFoundException | _: IOException) => {

                // Handle missing file

                println("All Exception = " + e.getMessage)        

              }

              case ex: Exception => {

                // Handle other I/O error

                println("IOException = " + ex.getMessage)

              }

            }

           val file = new FileReader("input.txt")

            try {

              // Use the file

            } finally {

              file.close()  // Be sure to close the file

            }

    5、break和continue

            非得使用break的话，我们可以使用scala.util.control中的break

                import scala.util.control.Breaks._

                import java.io._

                val in = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))

                breakable {

                  while (true) {

                    println("? ")

                    if (in.readLine() == "") break

                  }

                }

二、函数

    1、本地函数。定义在函数内部的函数为本地函数，智能被此函数内部调用。

      def processFile(filename: String, width: Int) = {

        //本地函数

        def processLine(line: String) = {

          if (line.length > width)

            println(filename + ": " + line.trim)

        }

        val source = Source.fromFile(filename)

        for (line <- source.getLines())

          processLine(line)

      }

    2、first class function  函数可以作为函数的参数进行传递

    3、函数的参数        

        不定长参数

        def echo(args: String*) =

            for (arg <- args) println(arg)

        使用参数名字来给参数设置值

          def speed(distance: Float, time: Float): Float =

            distance / time

         speed(distance = 100, time = 10)

         默认参数值

        def printTime(out: java.io.PrintStream = Console.out) =

            out.println("time = " + System.currentTimeMillis())

         printTime()

         printTime(Console.err)

    4、函数闭包

    函数捕获一个自由变量而变成一个闭包。 每次调用函数的时候都产生一个新的闭包。

        var more = 1

        val addMore = (x: Int) => x + more //函数捕获一个自由变量而变成一个闭包

        addMore(10)

    当自由变量的值改变的时候，闭包对自由变量的改变也是可以捕获的到

        more = 9999

        addMore(10)

        val someNumbers = List(-11, -10, -5, 0, 5, 10)

        var sum = 0

        someNumbers.foreach(sum +=  _)

        println(sum)

    5、尾递归

        什么是尾递归呢？如果调用自身方法的动作是函数体的最后一个动作的话，那么这个递归就是一个尾递归

        递归：更函数式、简洁以及没有var，但是函数的调用可能会消耗点时间。while循环是命令式编程，可能会更高效的，因为没有方法的调用。但是如果是尾递归的话，编译器是会优化的，其效率和while循环是一样的

        可以使用注解tailrec来标志是否为尾递归

         @tailrec

         def boom(x: Int): Int =

              if (x == 0) throw new Exception("boom!")

              else boom(x - 1)

        尾递归的限制，以下递归，不会进行尾递归优化，因为jvm的指令集使得尾递归的优化受限

        递归调用的函数不是函数体所在的函数

            def isEven(x: Int): Boolean =

              if (x == 0) true else isOdd(x - 1)

            def isOdd(x: Int): Boolean =

              if (x == 0) false else isEven(x - 1)

三、高阶函数及函数柯里化

    高阶函数(high-order functions)就是用函数作为参数的函数。高阶函数可以减少冗余代码，高阶函数可以使得客户端代码简洁。

    def filesEnding(query: String) =

        for (file <- filesHere; if file.getName.endsWith(query))

          yield file

     def filesContaining(query: String) =

        for (file <- filesHere; if file.getName.contains(query))

          yield file

    改造后：

    private def filesMatching(matcher: String => Boolean) =

        for (file <- filesHere; if matcher(file.getName))

          yield file

    柯里化

    //柯里化函数(curring function)

    def curriedSum(x: Int)(y: Int) = x + y

    curriedSum(1)(2)

    //说明柯里化的过程

    def first(x: Int) = (y: Int) => x + y

    val second = first(1)

    second(2)

   示例：自定义循环控制语句   

      var i = 10

      while (i == 0) {

        i -= 1

        println(i)

      }

      until(i == 0) {

        i -= 1

        println(i)

      }

      def until(condition: => Boolean)(block: => Unit) {

        if (!condition) {

          block

          until(condition)(block)

        }

      }

    by name  by value

    by name  执行的时候才执行，by value调用就执行

    //by-name parameter

    def byNameAssert(predicate: => Boolean) =

      if (assertionsEnabled && !predicate)

        throw new AssertionError

    byNameAssert(5 > 3)

    //by-value parameter

    def boolAssert(predicate: Boolean) =

      if (assertionsEnabled && !predicate)

        throw new AssertionError

    boolAssert(5 > 3)