Cris 的 Scala 笔记(六):函数式编程基础
文章目录
6. 函数式编程基础(重点)
- 函数式编程和 oop 的关系
- 概念说明
- 在scala中,方法和函数几乎可以等同(比如他们的定义、使用、运行机制都一样的),只是函数的使用方式更加的灵活多样。
2)) 函数式编程是从编程方式(范式)的角度来谈的,可以这样理解函数式编程把函数当做一等公民
,充分利用函数支持的函数的多种使用方式
在Scala当中,函数是一等公民,像变量一样,既可以作为函数的参数使用,也可以将函数赋值给一个变量. ,函数的创建不用依赖于类或者对象,而在Java当中,函数的创建则要依赖于类、抽象类或者接口
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面向对象编程是以对象为基础的编程方式。
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在 Scala 中函数式编程和面向对象编程融合在一起了
- 函数式编程介绍
Ø “函数式编程"是一种"编程范式”(programming paradigm)。
Ø 它属于"结构化编程"的一种,主要思想是把运算过程尽量写成一系列嵌套的函数调用。
Ø 函数式编程中,将函数也当做数据类型,因此可以接受函数当作输入(参数)和输出(返回值)。
Ø 函数式编程中,最重要的就是函数。
- 函数式编程基本语法
小练习
object Demo {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val res = getResult(1, 2, '=')
if (res != null) println("result=" + res) else println("返回结果不正确!请输入规定的操作符")
}
/**
* 要求:定义一个方法,只对 + 和 - 做出对应的操作
*/
def getResult(a: Int, b: Int, x: Char) = {
if (x == '+') {
a + b
} else if (x == '-') {
a - b
} else {
null
}
}
}
- 递归(重点)
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执行一个函数时,就创建一个新的受保护的独立空间(新函数栈)
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函数的局部变量是独立的,不会相互影响
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递归必须向退出递归的条件逼近,否则就是无限递归,死龟了:)
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当一个函数执行完毕,或者遇到return,就会返回,遵守谁调用,就将结果返回给谁,同时当函数执行完毕或者返回时,该函数栈本身也会被系统销毁
递归练习
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以下两个递归函数的结果
def test(n: Int): Unit = { if (n > 2) { test(n - 1) } println("n=" + n) } def test2(n: Int): Unit = { if (n > 2) { test(n - 2) } else { println("n=" + n) } }
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请使用递归的方式,求出斐波那契数1,1,2,3,5,8,13… 给你一个位置n,求出它的斐波那契数是多少?
def feibo(n: Int): Int = { if (n <= 0) { 0 } else { if (n <= 2) 1 else feibo(n - 2) + feibo(n - 1) } }
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已知 f(1)=3; f(n) = 2*f(n-1)+1; 请使用递归的思想编程,求出 f(n)的值?、
//已知 f(1)=3; f(n) = 2*f(n-1)+1; 请使用递归的思想编程,求出 f(n)的值? def func1(n: Int): Int = { if (n < 1) { 0 } else { if (n == 1) 1 else 2 * func1(n - 1) + 1 } }
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有一堆桃子,猴子第一天吃了其中的一半,并再多吃了一个!以后每天猴子都吃其中的一半,然后再多吃一个。当到第十天时,想再吃时(还没吃),发现只有1个桃子了。问题:最初共多少个桃子
def func2(n: Int): Int = { if (n == 10) { 1 } else { 2 * (func2(n + 1) + 1) } }
- 函数细节(重要!)
函数的形参列表可以是多个,函数没有形参,调用时 可以不带()
形参列表和返回值列表的数据类型可以是值类型和引用类型
Scala中的函数可以根据函数体最后一行代码自行推断函数返回值类型。那么在这种情况下,return关键字可以省略
因为Scala可以自行推断,所以在省略return关键字的场合,返回值类型也可以省略
如果函数明确使用return关键字,那么函数返回就不能使用自行推断了,这时要明确写成 : 返回类型 = ,当然如果你什么都不写,即使有return 关键字返回值也为()
/*返回值为 ()*/
def test2(): Unit = {
}
/*确定返回值类型*/
def test3(): Int = {
1
}
/*自动对返回值进行类型推断*/
def test4(n: Boolean) = {
if (n) "cris" else 4
}
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如果函数明确声明无返回值(声明Unit),那么函数体中即使使用return关键字也不会有返回值
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如果明确函数无返回值或不确定返回值类型,那么返回值类型可以省略(或声明为Any)
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Scala语法中任何的语法结构都可以嵌套其他语法结构,即:函数中可以再声明/定义函数,类中可以再声明类 ,方法中可以再声明/定义方法
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Scala函数的形参,在声明参数时,直接赋初始值(默认值),这时调用函数时,如果没有指定实参,则会使用默认值。如果指定了实参,则实参会覆盖默认值
def testAge(age: Int = 12): Unit = {
println(age)
}
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如果函数存在多个参数,每一个参数都可以设定默认值,那么这个时候,传递的参数到底是覆盖默认值,还是赋值给没有默认值的参数,就不确定了(默认按照声明顺序[从左到右])。在这种情况下,可以采用带名参数
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scala 函数的形参默认是val的,因此不能在函数中进行修改
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递归函数未执行之前是无法推断出来结果类型,在使用时必须有明确的返回值类型
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Scala函数支持可变参数
// 调用
tests(1,2,3)
// 定义
def tests(args: Int*): Unit = {
println(args) // WrappedArray(1, 2, 3)
for (x <- args) {
println(x)
}
}
- 函数的简写
/*func 就是 func0 的简写*/
def func = "cris"
def func0() = {
"cris"
}
// 无参数的函数被调用可以省略小括号
println(func) // cris
var flag = true
def fuc = if (flag) "cris" else 12
println(fuc) // cris
- 过程
将函数的返回类型为Unit的函数称之为过程(procedure),如果明确函数没有返回值,那么等号可以省略
注意事项
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注意区分:如果函数声明时没有返回值类型,但是有 = 号,表示可以通过类型推断最后一行代码。这个时候,函数其实是有返回值的,但是该函数并不是过程
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IDEA 会对没有返回值的函数自动不全,即自动加上 Unit 关键字,但是考虑到 Scala 语言的简洁性,建议不加
// 这样的函数称之为过程,即通过 Unit 关键字表明了没有返回值 def testfunc(): Unit ={ } // 实际开发中,或者 Scala 源码中经常省略 Unit ,并使用 = 来进行类型推断该函数 def testfunc() = { }
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总结:定义函数的时候,如果确定返回值类型,那么使用
:返回值类型 =
,否则使用=
即可(没有返回值的话还是建议使用:Unit
,毕竟可读性更好)
- 惰性函数
应用场景
惰性计算(尽可能延迟表达式求值)是许多函数式编程语言的特性。惰性集合在需要时提供其元素,无需预先计算它们,这带来了一些好处。首先,您可以将耗时的计算推迟到绝对需要的时候。其次,您可以创造无限个集合,只要它们继续收到请求,就会继续提供元素。函数的惰性使用让您能够得到更高效的代码。Java 并没有为惰性提供原生支持,但是 Scala提供了
简介
当函数返回值被声明为lazy时,函数的执行将被推迟,直到我们首次对此取值,该函数才会执行。这种函数我们称之为惰性函数,在Java的某些框架代码中称之为懒加载(延迟加载)
示例
object LazyTest {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val result = func(1, 2)
println("-----------------")
// println(result)
}
def func(a: Int, b: Int): Int = {
println("func 函数被执行了....")
a + b
}
}
如果我们不加上 lazy 关键字,那么即使没有使用到 result ,函数也会在我们调用的时候去执行,如果加上 lazy 关键字呢?
lazy val result = func(1, 2)
println("-----------------")
// println(result)
注意细节
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lazy 不能修饰 var 类型的变量
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不但是在调用函数时,加了 lazy ,会导致函 数的执行被推迟,我们在声明一个变量时,如果给声明了 lazy ,那么变量值得分配也会推迟。 比如 lazy val i = 10
- 异常
异常简介
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Scala提供try和catch块来处理异常。try块用于包含可能出错的代码。catch块用于处理try块中发生的异常。可以根据需要在程序中有任意数量的try…catch块。
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Scala 语法处理上和Java类似,但是又不尽相同
Java异常处理的注意点
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java语言按照try—catch—finally的方式来处理异常
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不管有没有异常捕获,都会执行finally, 因此通常可以在finally代码块中释放资源
3)) 可以有多个catch,分别捕获对应的异常,这时需要把范围小的异常类写在前面,把范围大的异常类写在后面,否则编译错误。会提示 “Exception ‘java.lang.xxxxxx’ has already been caught”
Scala 的异常处理
object ExceptionTest {
def main(args: Array[String]): Unit = {
try {
val a = 1 / 0
} catch {
case ex: ArithmeticException =>
println("发生了算数异常!")
println("要怎么处理呢?")
case ex: Exception => println("不用处理了~")
} finally {
println("finally!")
}
}
}
我们将可疑代码封装在try块中。 在try块之后使用了一个catch处理程序来捕获异常。如果发生任何异常,catch处理程序将处理它,程序将不会异常终止。
Scala的异常的工作机制和Java一样,但是Scala没有“checked(编译期)”异常,即Scala没有编译异常这个概念,异常都是在运行的时候捕获处理。
用throw关键字,抛出一个异常对象。所有异常都是Throwable的子类型。throw表达式是有类型的,就是Nothing,因为Nothing是所有类型的子类型,所以throw表达式可以用在需要类型的地方
在Scala里,借用了模式匹配的思想来做异常的匹配,因此,在catch的代码里,是一系列case子句来匹配异常,当匹配上后 => 有多条语句可以换行写,类似 java 的 switch case x: 代码块…
异常捕捉的机制与其他语言中一样,如果有异常发生,catch子句是按次序捕捉的。因此,在catch子句中,越具体的异常越要靠前,越普遍的异常越靠后,如果把越普遍的异常写在前,把具体的异常写在后,在scala中也不会报错,但这样是非常不好的编程风格
finally子句用于执行不管是正常处理还是有异常发生时都需要执行的步骤,一般用于对象的清理工作,这点和Java一样
Scala提供了throws关键字来声明异常。可以使用方法定义声明异常。 它向调用者函数提供了此方法可能引发此异常的信息。 它有助于调用函数处理并将该代码包含在try-catch块中,以避免程序异常终止。在scala中,可以使用throws注释来声明异常
@throws(classOf[ArithmeticException])
def func() = {
val a = 1 / 0
}
- 函数练习
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打印金字塔
def main(args: Array[String]): Unit = { func1() } def func1(): Unit = { println("请输入打印的行数:") val i = StdIn.readInt() for (x <- 0.until(i)) { for (a <- x.until(i - 1)) { print(" ") } for (b <- 0.until(2 * x + 1)) { print("*") } println() } }
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根据输入的函数打印九九乘法表
def main(args: Array[String]): Unit = { func2() } def func2(): Unit = { println("请输入打印的乘法表行数:") val x = StdIn.readInt() for (i <- 1.to(x); y <- 1.to(i)) { printf("%d*%d=%d\t", y, i, y * i) if (i == y) { println() } } }