Spark大數(shù)據(jù)編程基礎(chǔ)（Scala版）

1、Spark大數(shù)據(jù)編程基礎(chǔ)（Scala版）Spark大數(shù)據(jù)編程基礎(chǔ)（Scala版）第三章 Scala語言基礎(chǔ) 在Spark中可以使用Scala、Java、Python語言進行分布式程序開發(fā)，但Spark提供的首選語言是Scala。作為Apache Spark的原生開發(fā)語言， Scala語言在大數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。主要內(nèi)容3.1 Scala簡介3.2 變量與類型3.3 程序控制結(jié)構(gòu)3.4 集合3.5 函數(shù)式編程3.6 本章小結(jié)3.1 Scala簡介 Scala語言是集面向?qū)ο缶幊趟枷肱c函數(shù)式編程思想于一身的通用編程語言，由Martin Odersky教授及其領(lǐng)導(dǎo)的瑞士洛桑聯(lián)邦高等理工學院程序

2、方法實驗室團隊于2004年對外發(fā)布。Scala的設(shè)計吸收借鑒了許多種編程語言的思想。Scala語言的名稱來自于“可伸展的語言”，從寫小腳本到建立大系統(tǒng)的編程任務(wù)均可勝任。3.1 Scala簡介 Scala運行于Java 虛擬機（Java Virtual Machine，JVM）上，并兼容現(xiàn)有的Java程序。Scala代碼可以調(diào)用Java方法，訪問Java成員變量，繼承Java類和實現(xiàn)Java接口。在面向?qū)ο蠓矫?，Scala是一門非常純粹的面向?qū)ο缶幊陶Z言，也就是說，在Scala中，每個值都是對象，每個操作都是方法調(diào)用。 3.1.1 Scala特點 Spark的設(shè)計目的之一就是使程序編寫更快更容

3、易，這也是Spark選擇Scala的原因所在。Scala的主要優(yōu)點包括：（1）Scala具備強大的并發(fā)性，支持函數(shù)式編程，可以更好地支持分布式系統(tǒng)。（2）Scala語法簡潔，能提供優(yōu)雅的API。（3）Scala能夠無縫集成Java語言，運行速度快，且能融合到Hadoop生態(tài)圈中。3.1.1 Scala特點 Scala的優(yōu)勢是提供了REPL（Read-Eval-Print Loop，交互式解釋器），因此，在Spark Shell中可進行交互式編程，即表達式計算完成就會輸出結(jié)果，而不必等到整個程序運行完畢，因此可即時查看中間結(jié)果，并對程序進行修改。這樣可以在較大程度上提升開發(fā)效率。3.1.2 Sc

4、ala運行方式 Scala代碼可以在Spark Shell中運行，其自帶Scala解釋器。當然，Scala代碼也可以在Scala Shell中直接運行。在實際開發(fā)過程中，為提高開發(fā)效率，一般會借助一些IDE如IDEA、Eclipse等進行Scala程序開發(fā)。3.1.2 Scala運行方式 由于本書只對Scala語言的常用語法知識進行講解，不涉及太過復(fù)雜的Scala程序，在Scala Shell里便可完成相關(guān)知識的學習。 本小節(jié)以輸出HelloWorld為例，介紹三種Scala代碼編譯執(zhí)行的方式。3.1.2 Scala運行方式 1. Scala解釋器中直接運行代碼 登錄Linux系統(tǒng)，打開命令行

5、終端并輸入scala進入Scala解釋器。輸入代碼： 結(jié)果會直接顯示在代碼下方，輸出Hello，world！scala println(Hello, world!)Hello, world!3.1.2 Scala運行方式 2. Scala解釋器中運行多行代碼 在Scala解釋器中使用:paste命令，進入paste模式。將代碼編輯完后，按住ctrl+D即可退出paste模式，運行結(jié)果即可在下方顯示，如代碼 3-1所示。3.1.2 Scala運行方式 代碼3-1 另外,在Scala解釋器中輸入:quit可以退出Scala解釋器。3.1.2 Scala運行方式 3. 通過控制臺進行編譯及執(zhí)行sca

6、la文件 登錄Linux系統(tǒng)，打開命令行終端，選擇文件創(chuàng)建路徑，在命令行終端輸入vim Demo.scala, 即可在創(chuàng)建路徑下自動創(chuàng)建Demo.scala文件。將代碼以應(yīng)用程序?qū)ο蟮姆绞綄懭雜cala文件，如代碼 3-2所示。3.1.2 Scala運行方式 代碼3-23.1.2 Scala運行方式 使用scalac命令編譯Demo.scala文件，并使用scala命令執(zhí)行： 執(zhí)行命令中一定要加入“-classpath .”，否則會出現(xiàn)“No such file or class on classpath: HelloWorld”。命令執(zhí)行后，會在屏幕上打印出“Hello, World!”。s

7、calac Demo.scala /編譯Scala文件命令scala -classpath . HelloWorld /執(zhí)行命令3.1.2 Scala運行方式 關(guān)于代碼 3-2及執(zhí)行命令，需要說明的幾點： 在代碼 3-2中，定義了程序的入口main()方法。關(guān)于main()方法的定義，Java和Scala是不同的，在Java中使用靜態(tài)方法（public static void main(String args)），而Scala中則必須使用對象方法，本例中，也就是HelloWorld對象中的main()方法。3.1.2 Scala運行方式 在代碼 3-2中對象的命名HelloWorld可以不必和

8、文件名稱一致，這里對象名稱是HelloWorld，而文件名稱是Demo.scala。這點和Java是不同的，按照Java的命名要求，這里的文件名稱就必須起名為HelloWorld.scala，但是，在Scala中沒有這個一致性要求。另外，執(zhí)行命令中的HelloWorld為對象名。3.1.2 Scala運行方式 Scala是區(qū)分大小寫的。例如小寫開頭的object和大寫開頭的Object是不同的。文件名Demo.scala和demo.scala也是兩個不同的文件。3.2.1 變量與類型 定義變量和數(shù)據(jù)類型是任何一門編程語言的入門基礎(chǔ)。本節(jié)將詳細介紹Scala中變量的定義與使用、命名規(guī)范、基本數(shù)據(jù)

9、類型及其使用以及Range操作等相關(guān)知識。3.2.1 變量的定義與使用 Scala中有三種類型的變量：不可變變量、可變變量和惰性變量。1.不可變變量 不可變變量指的是變量一旦被賦值，變量值在程序運行的過程中不會被改變，不可變變量使用關(guān)鍵字val進行定義，類似于Java中final關(guān)鍵字，在聲明時就必須被初始化，而且初始化以后不能再賦值。3.2.1 變量的定義與使用 使用關(guān)鍵字val定義不可變變量的示例如代碼 3-3所示。 第1行代碼是輸入的代碼，敲入回車后，Scala解釋器會解析輸入的代碼，然后返回執(zhí)行結(jié)果，第2行是Scala解釋器執(zhí)行后返回的結(jié)果，TestString變量的類型是String

10、類型，變量的值是Hello World! 。/聲明一個val變量，Scala會自動類型推斷scala val TestString=Hello World!TestString: String = Hello World!代碼3-33.2.1 變量的定義與使用 盡管在第1行代碼的聲明中，沒有給出TestString是String類型，但是，Scala具有“類型推斷”能力，可以自動推斷出變量的類型，如代碼 3-4所示。 代碼3-4/聲明一個val變量，明確指定變量的類型scala val TestString:String=Hello World!TestString: String = Hel

11、lo World!3.2.1 變量的定義與使用 String類型全稱是java.lang.String，也就是說，Scala的字符串是由Java的String類來實現(xiàn)的，因此，也可以使用java.lang.String來聲明，如代碼 3-5所示。 代碼3-5/String全稱是java.lang.String，Scala會默認導(dǎo)入java.lang包scala val TestString:java.lang.String=Hello World!TestString: String = Hello World! /打印變量 scala println(TestString)Hello Wor

12、ld!3.2.1 變量的定義與使用 Scala中可以不用java.lang.String，而只需要使用String聲明變量的原因是在每個應(yīng)用程序中，Scala都會自動添加一些引用，這就相當于在每個程序源文件的頂端都增加了一行代碼： /手動導(dǎo)入相應(yīng)的包 scala import java.lang._ import java.lang._3.2.1 變量的定義與使用 因為TestString是val變量，因此，一旦初始化以后，就不能再次賦值，所以，執(zhí)行再次賦值操作會報錯。示例如代碼 3-6所示。 代碼3-6/不能被重新賦值，因為它是val變量 scalaTestString=Hello Scal

13、a!:15: error: reassignment to val TestString=Hello Scala! 3.2.1 變量的定義與使用2.可變變量 可變變量指的是變量被賦值后，變量值可以隨著程序的運行而改變。可變變量使用關(guān)鍵字var進行定義，相當于Java中的變量，聲明的時候需要進行初始化，初始化以后還可以再次對其賦值。3.2.1 變量的定義與使用 如果一些變量，在初始化以后還要不斷修改它的值，則需要聲明為var變量。示例如代碼 3-7和代碼 3-8所示。把TestString聲明為var變量，并且在聲明的時候需要進行初始化。 代碼3-7/var聲明可變變量scala var Tes

14、tString=Hello Cruel World!TestString:String: = Hello Cruel World!3.2.1 變量的定義與使用 然后，可以再次對TestString進行賦值。 通過代碼 3-7和代碼 3-8可以看到，Scala中使用var關(guān)鍵字定義的變量在程序運行過程中值可以隨著程序的運行而發(fā)生改變。代碼3-8/對var變量重新賦值scala TestString=Hello Wonderful World!TestString:String: = Hello Wonderful World!3.2.1 變量的定義與使用 盡管var變量可以重新賦值，但是不能改變

15、它的類型，所以不能將一個變量重新賦值為與定義類型不兼容的數(shù)據(jù)。例如，定義一個類型為Int的變量，并為其賦一個String值，會導(dǎo)致編譯錯誤，如代碼 3-9所示。 3.2.1 變量的定義與使用 代碼3-9/定義一個類型為Int的變量xscalavar x=5x:Int =5 /重新賦一個String值，會導(dǎo)致編譯錯誤。scalax=Hello World:8:error:type mismatch; found : String(Hello World) required : Intx=Hello World 3.2.1 變量的定義與使用 如果定義一個類型為Double的var變量，可以再為其賦

16、一個Int類型的值，因為Int類型可以自動轉(zhuǎn)換為Double類型，如代碼 3-10所示。 代碼3-10/定義一個類型為Double的變量yscalavar y=1.5y:Double =1.5 /重新賦值一個Int數(shù)scalay=42y:Double =42.03.2.1 變量的定義與使用3.惰性變量 惰性變量指使用lazy關(guān)鍵字來修飾的變量，經(jīng)過lazy關(guān)鍵字修飾的變量只有在真正使用時才會被賦值。而且lazy關(guān)鍵字只能修飾val類型的變量，而不能修飾var類型的變量。3.2.1 變量的定義與使用 Scala中的惰性變量使用lazy關(guān)鍵字來修飾，用lazy關(guān)鍵字修飾過的變量只有在真正使用時才會

17、被賦值，示例如代碼 3-11所示。 代碼3-11/普通val變量定義scalaval TestString=Hello ScalaTestString: String = Hello Scala /經(jīng)過lazy關(guān)鍵字修飾的變量在定義時不被賦值scala lazy val TestString=Hello ScalaTestString:String = /在使用時，變量才會賦值scalaTestStringres0: String= Hello Scala3.2.1 變量的定義與使用 代碼lazy val TestString=Hello Scala定義了一個val類型的變量，該變量在定義時沒

18、有被賦值，所以返回結(jié)果為TestString:String =，只有在使用時才被賦值。與普通變量不同的是，普通變量在賦值后立即會得到賦值結(jié)果。 3.2.1 變量的定義與使用 lazy關(guān)鍵字不能用于var類型變量主要是為了避免程序運行過程中變量未使用便被重新賦值，如代碼 3-12所示。 代碼3-12/不能將lazy關(guān)鍵字用于var變量scalalazy var TestString2=Goodbye Scala:1:error:lazy not allowed here. Only vals can be lazy Lazy var TestString2=Goodbye Scala3.2.1

19、變量的定義與使用4.命名規(guī)范 Scala中的變量命名可以使用字母、數(shù)字和一些特殊的操作字符。因此可以使用標準算術(shù)運算符(例如*和+)和常量(例如和)取代比較長的命名，從而使代碼更有表述性。結(jié)合字母、數(shù)字和字符構(gòu)成Scala合法標識符的規(guī)則如下：3.2.1 變量的定義與使用一個字母后跟有0個或多個字母和數(shù)字，如a123、aa123等。一個字母后跟有0個或者多個字母和數(shù)字，接著是一個下劃線“_”，后面是一個或多個字母和數(shù)字或者是一個或多個操作符,如a_1、a_b、a1_*等。 3.2.1 變量的定義與使用一個或多個操作符，如+、*、-、/等。一個或者多個除反引號外的任意字符，這些字符被包含在一對反

20、引號中，如a.b是錯誤命名，而加上反引號的a.b是正確的。 3.2.1 變量的定義與使用Scala中有些保留字，不能用作標識符，但是反引號括起來除外，如return是保留字，標志為Do.return是非法的，但Do.return是合法的。保留字一般可以通過查詢保留字表得出，往往是常用的有特定含義的單詞，如case、else等。 3.2.1 變量的定義與使用 Scala中的保留字如表3-4所示：3.2.1 變量的定義與使用 在Scala解釋器中嘗試這些命名規(guī)則如代碼 3-13所示。 代碼3-13/特殊字符”是一個合法的Scala標識符scalaval =3.14159：Double = 3.14

21、159 /特殊字符”$”是一個合法的Scala標識符scala val $ =USD currency symbol$:String = USD currency symbol /”o_0 ”是一個合法的Scala標識符scala val o_0 =Hmmo_0:String =Hmm3.2.1 變量的定義與使用 續(xù)代碼3-13/值名”50cent”是不合法的，因為標識符不能以數(shù)字開頭。在這里，編譯器最初會把這個名字解析為一個數(shù)字，解析到字母”c”時會出錯scalaval 50cent=$0.50:1: error: Invalid literal numberval 50cent=$0.50

22、/值名”a.b”是不合法的，因為點號不是操作符字符scala val a.b=25:11: error: not found: value a val a.b=25 /加上反引號重寫就可以解決問題scala val a.b=4a.b: Int = 43.2.1 變量的定義與使用 按慣例，值和變量名應(yīng)當用小寫字母開頭，其余單詞的首字母大寫。這通常稱為camel case記法，盡管并不嚴格要求這樣做，但建議scala開發(fā)人員采用這種記法。3.2.2 基本數(shù)據(jù)類型和操作 本小節(jié)將對Scala的基本數(shù)據(jù)類型進行詳細的介紹，如：Char、Int、Float、Double和Boolean等；同時將介紹算術(shù)

23、運算操作、關(guān)系運算操作以及邏輯運算操作。3.2.2 基本數(shù)據(jù)類型和操作 1. 基本數(shù)據(jù)類型 Scala的數(shù)據(jù)類型包括：Byte、Char、Short、Int、Long、Float、Double和Boolean。和Java不同的是，除了這些數(shù)據(jù)類型首字母需要大寫外，在Scala中，這些類型都是“類”，并且都是scala包的成員，比如，Int的全名是scala.Int。對于字符串，Scala用java.lang.String類來表示字符串。3.2.2 基本數(shù)據(jù)類型和操作 Scala中數(shù)值數(shù)據(jù)類型如表 3-5所示。3.2.2 基本數(shù)據(jù)類型和操作 （1）Int類型 Int類型對應(yīng)的變量是整型變量，變量

24、對應(yīng)的是整型數(shù)據(jù)。Int類型變量的定義包括十六進制和十進制定義法，而八進制定義法從Scala 2.10版本開始已經(jīng)取消。3.2.2 基本數(shù)據(jù)類型和操作 代碼 3-14給出了整型變量的十六進制定義法和十進制定義法。代碼3-14/十六進制定義法scalaval x=0 x29x：Int =41 /十進制定義法scalaval y=41y：Int =413.2.2 基本數(shù)據(jù)類型和操作 （2）Float類型 Float類型表示的是浮點數(shù)。如果直接輸入一個浮點數(shù)，Scala編譯器會自動進行類型推導(dǎo)，并自動解釋成Double類型，所以需要在浮點數(shù)后加F或f才能定義Float類型的變量。Float類型變量定

25、義如代碼 3-15所示。3.2.2 基本數(shù)據(jù)類型和操作 Float類型變量定義如代碼 3-15所示。代碼3-15/要定義Float類型浮點數(shù)，需要在浮點數(shù)后面加F或fscalaval floatNumber=3.14159FfloatNumber: Float=3.14159 /小寫的f也可以scalaval floatNumber=3.14159ffloatNumber: Float=3.141593.2.2 基本數(shù)據(jù)類型和操作 （3）Double類型 Double數(shù)據(jù)類型表示的是雙精度的浮點數(shù)。Double類型變量的定義如代碼 3-16所示。/Double類型定義，直接輸入浮點數(shù)，編譯器會

26、將其自動推斷為Double類型scalaval doubleNumber=3.14159doubleNumber:Double=3.14159代碼3-163.2.2 基本數(shù)據(jù)類型和操作 雙精度浮點類型的變量還可以采用指數(shù)表示法，浮點數(shù)后加E或e均可，如代碼 3-17所示。代碼3-17/浮點數(shù)指數(shù)表示法，e也可以是E，0.314159e1與0.314159*10等同scalaval floatNumber=0.314159e1floatNumber: Double=3.141593.2.2 基本數(shù)據(jù)類型和操作 （4）Char類型 Char數(shù)據(jù)類型表示的是字符類型，用單引號 將字符包裹起來。Cha

27、r類型變量定義如代碼 3-18所示。/字符定義，用 將字符包裹scalavar charLiteral=AcharLiteral:Char=A代碼3-183.2.2 基本數(shù)據(jù)類型和操作 部分特殊字符如雙引號、換行符及反斜杠等的定義需要加轉(zhuǎn)義符“”或者使用對應(yīng)的Unicode編碼，代碼 3-19給出了雙引號字符的定義。代碼3-19/通過轉(zhuǎn)義符進行雙引號的定義scalavar x=x:Char = /通過使用Unicode編碼進行雙引號的定義scalavar y=u0022y:Char = 3.2.2 基本數(shù)據(jù)類型和操作 （5）String類型 String數(shù)據(jù)類型表示的是字符串類型，用雙引號 將

28、字符串包裹起來。String類型變量的定義如代碼 3-20所示。代碼3-20/字符串變量用雙引號包裹scalaval helloWorld=Hello WorldhelloWorld:String =Hello World3.2.2 基本數(shù)據(jù)類型和操作 如果字符串類型中有雙引號，則需要使用轉(zhuǎn)義符“”。示例如代碼 3-21所示。代碼3-21/要定義Hello World,可以加入轉(zhuǎn)義符scalaval helloWorld2=Hello WorldhelloWorld2:String =Hello World3.2.2 基本數(shù)據(jù)類型和操作 （6）Boolean類型 Boolean數(shù)據(jù)類型表示的是

29、布爾類型，包括true和false。Boolean類型變量的定義示例如代碼 3-22所示。代碼3-22/直接定義Boolean類型變量scalavar x=truex:Boolean = true /含邏輯表達式的Boolean類型變量scalavar y=23y:Boolean = false3.2.2 基本數(shù)據(jù)類型和操作 2.基本數(shù)據(jù)操作 Scala中基本數(shù)據(jù)類型的操作主要包括算術(shù)運算操作、關(guān)系運算操作和邏輯運算操作。本部分將分別就這三種運算操作進行介紹。3.2.2 基本數(shù)據(jù)類型和操作 （1）算術(shù)運算操作 在Scala中，可以使用加(+)、減(-) 、乘(*) 、除(/) 、取余（%）等操

30、作符，而且，這些操作符相當于方法。以加法為例，例如，5 + 3和(5).+(3)是等價的，即 a 方法 b 與 a.方法(b) 這二者是等價的。前者是后者的簡寫形式，這里的+是方法名，是Int類中的一個方法，如代碼 3-23所示。 3.2.2 基本數(shù)據(jù)類型和操作 代碼3-23/實際上調(diào)用了(5).+(3)scala val sum1 = 5+3 sum1: Int = 8 /可以發(fā)現(xiàn)，寫成方法調(diào)用的形式，和上面得到相同的結(jié)果scala val sum2 = (5).+(3) sum2: Int = 8 3.2.2 基本數(shù)據(jù)類型和操作 在Scala中并沒有提供+和-操作符，當需要遞增或遞減時，可

31、以采用如代碼 3-24所示方式表達。 代碼3-24/定義整型變量iscala var i = 5i: Int = 5 /將i遞增scala i += 1 scala println(i)6 3.2.2 基本數(shù)據(jù)類型和操作 Scala語言還提供了用+、-符號來表示正負數(shù)，并且這兩個符號可以直接在操作中使用，例如： /1 + -3 編譯器將-3解釋成一個負數(shù)scala var y=1 + -3y: Int = -23.2.2 基本數(shù)據(jù)類型和操作 （2）關(guān)系運算操作 Scala的關(guān)系運算操作包括大于()、小于(=)和小于等于(運算符scalavar res=32res: Boolean =true

32、/res= !(3 val bool=truebool :Boolean = true /邏輯與&，同時為true時才會為true，否則為falsescalabool & !boolres0: Boolean = false /邏輯或|，同時為false時才為false，否則為truescala!bool | boolres1: Boolean = true 3.2.2 基本數(shù)據(jù)類型和操作 續(xù)代碼3-26/邏輯或|，同時為false時才為falsescalabool | !boolres0: Boolean = true scalafalse | falseres1: Boolean = fa

33、lse3.2.3 Range操作 有時需要一個數(shù)字序列，從某個起點到某個終點。比如在執(zhí)行for循環(huán)時，i的值從1循環(huán)到5，這時就可以采用Range來實現(xiàn)。Range可以支持創(chuàng)建不同數(shù)據(jù)類型的數(shù)值序列，包括Int、Long、Float、Double、Char、BigInt和BigDecimal等。 3.2.3 Range操作 在創(chuàng)建Range時，需要給出區(qū)間的起點和終點以及步長（默認步長為1）。創(chuàng)建的Range可以包含區(qū)間終點(to),也可以不包含區(qū)間終點(until)。本小節(jié)將通過幾個示例來介紹Range的相關(guān)用法。 3.2.3 Range操作 1.創(chuàng)建一個從1到5的數(shù)值序列，包含區(qū)間終點5，

34、步長為1。 也可以使用另一種方式來實現(xiàn)：2.創(chuàng)建一個從1到5的數(shù)值序列，不包含區(qū)間終點5，步長為1。scala 1 to 5res0: scala.collection.immutable.Range.Inclusive = Range(1, 2, 3, 4, 5) scala 1.to(5)res1: scala.collection.immutable.Range.Inclusive = Range(1, 2, 3, 4, 5)scala 1 until 5res2: scala.collection.immutable.Range = Range(1, 2, 3, 4)3.2.3 Ran

35、ge操作 3.創(chuàng)建一個從1到10的數(shù)值序列，包含區(qū)間終點10，步長為2。 /Int類型scala 1 to 10 by 2res3: scala.collection.immutable.Range = Range(1, 3, 5, 7, 9) /Long類型scala 1L to 10L by 2res4: scala.collection.immutable.NumericRangeLong = NumericRange(1, 3, 5, 7, 9) /BigInt類型scala BigInt(1) to BigInt(10) by 2res5: scala.collection.immu

36、table.NumericRangeBigInt = NumericRange(1, 3, 5, 7, 9) 代碼3-273.2.3 Range操作 4.創(chuàng)建一個從10到1的數(shù)值序列，包含區(qū)間終點1，步長為-2。5.創(chuàng)建一個Char類型的數(shù)值序列，從a到g，步長為3。 scala 10 to 1 by -2res6: scala.collection.immutable.Range = Range(10, 8, 6, 4, 2) scalaa to g by 3res10: scala.collection.immutable.NumericRangeChar = NumericRange(a

37、,d,g) 3.2.3 Range操作 6.創(chuàng)建一個浮點類型的數(shù)值序列，從0.5f到5.9f，步長為0.8f。 /Float類型scala 0.5f to 5.9f by 0.8fres7: scala.collection.immutable.NumericRangeFloat = NumericRange(0.5, 1.3, 2.1, 2.8999999, 3.6999998, 4.5, 5.3) /Double類型scala 0.5 to 5.9 by 0.8res8: scala.collection.immutable.NumericRangeDouble = NumericRang

38、e(0.5, 1.3, 2.1, 2.9000000000000004, 3.7, 4.5, 5.3) /BigDecimal類型scala BigDecimal(0.5) to BigDecimal(5.9) by 0.8res9: scala.collection.immutable.NumericRange.Inclusivescala.math.BigDecimal = NumericRange(0.5, 1.3, 2.1, 2.9, 3.7, 4.5, 5.3)代碼3-283.3 程序控制結(jié)構(gòu) 表達式為函數(shù)式編程提供了基礎(chǔ)，利用表達式可以返回數(shù)據(jù)而不會修改現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，如變量。如果所有

39、代碼可以組織為一組有層次的表達式，包括一個或者多個返回值的表達式，使用不可變數(shù)據(jù)就比較自然。表達式的返回值會傳遞到其他表達式，或者存儲到值中。通過減少變量的使用，就可以減少函數(shù)和表達式的副作用。3.3.1 if條件表達式 if語句是許多編程語言中都會用到的條件控制結(jié)構(gòu)。在Scala中，執(zhí)行if語句時，首先檢查if條件是否為真，如果為真，就執(zhí)行對應(yīng)的語句塊，如果為假，就執(zhí)行下一個條件分支。3.3.1 if條件表達式 1. if語句 語法格式： if(條件判斷) /條件判斷為真時執(zhí)行 3.3.1 if條件表達式 示例如代碼3-29所示。 運行結(jié)果： This is if statement 代碼3

40、-293.3.1 if條件表達式2. if.else.語句 語法格式： if(條件判斷) /條件判斷為真時執(zhí)行 else /條件判斷為假時執(zhí)行 3.3.1 if條件表達式 示例如代碼3-30所示。 運行結(jié)果： This is else statement 代碼3-303.3.1 if條件表達式3. 多重if.else.的使用 語法格式： if(條件判斷 1) /條件判斷1為真時執(zhí)行 else if(條件判斷 2) /條件判斷2為真時執(zhí)行 else if(條件判斷3) /條件判斷3為真時執(zhí)行 else /條件判斷1、2、3均為假時執(zhí)行 3.3.1 if條件表達式 示例如代碼3-31所示。 運行結(jié)

41、果：Value of X is 30 代碼3-313.3.1 if條件表達式4. if語句的嵌套使用 語法格式： if(條件判斷 1) /條件判斷1為真時執(zhí)行 if(條件判斷2) /條件判斷2為真時執(zhí)行 3.3.1 if條件表達式 示例如代碼3-32所示。 運行結(jié)果：X = 30 and Y = 10 代碼3-323.3.2 循環(huán)表達式 本小節(jié)將介紹while循環(huán)、do.while循環(huán)以及各種形式的for循環(huán)，for循環(huán)語句具有表達式的特性，在運行完成后可以有返回值，然而while循環(huán)雖然有返回值，但是返回值類型始終為Unit類型（相當于Java中void類型）。3.3.2 循環(huán)表達式 1.

42、while循環(huán) 語法格式： while(條件判斷) /條件判斷為真時執(zhí)行 3.3.2 循環(huán)表達式 示例如代碼3-33所示。 運行結(jié)果：here is 6 here is 3 here is 0 代碼3-333.3.2 循環(huán)表達式 2. do.while循環(huán) 語法格式： do /執(zhí)行循環(huán)體代碼 while(根據(jù)條件，判斷是否繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)) 3.3.2 循環(huán)表達式 示例如代碼3-34所示。 運行結(jié)果：here is 6 here is 3 here is 0 代碼3-343.3.2 循環(huán)表達式3. for循環(huán) （1）基礎(chǔ)for循環(huán) Scala中沒有Java中的for(初始化變量;條件判斷;更新變量

43、)循環(huán)，而有其獨特的for循環(huán)風格。Scala中的for循環(huán)語句格式： for (變量-表達式) /循環(huán)語句塊 其中，“變量-表達式”被稱為“生成器（generator）”。3.3.2 循環(huán)表達式 示例: i不需要提前進行變量聲明，可以在for語句括號中的表達式中直接使用。語句中，“for (i for (i for (i for(i-1 to 2;jfor (i - 1 to 5 if i%2=0; j - 1 to 3 if j!=i) println(i*j)3.3.2 循環(huán)表達式（3）多重for循環(huán) Scala中的多重for循環(huán)，其語法格式： for(變量1-表達式 條件判斷) for

44、(變量2 for (i - 1 to 5 if i%2=0) yield i res0 : scala.collection.immutable.IndexedSeqInt = Vector(2, 4) 3.3.3 匹配表達式 Java中有switch-case語句，但是，只能按順序匹配簡單的數(shù)據(jù)類型和表達式。相對而言，Scala中的模式匹配的功能則要強大得多，可以應(yīng)用到switch語句、類型檢查以及“解構(gòu)”等多種場合。3.3.3 匹配表達式 1.簡單匹配 Scala的模式匹配最常用于match語句中。語法格式： match case = case. 3.3.3 匹配表達式 一個簡單的整型值的

45、匹配示例如代碼3-37所示。 代碼3-37運行結(jié)果： many 3.3.3 匹配表達式 另外，在模式匹配的case語句中，還可以使用變量，如代碼 3-38所示。當x=5時，值5會被傳遞給unexpected變量。 代碼3-38運行結(jié)果： 5 is Not Allowed 3.3.3 匹配表達式 同時，在模式匹配的case語句中可以使用不同的數(shù)據(jù)類型，如代碼 3-39所示。 代碼3-39運行結(jié)果：2manyOne3.3.3 匹配表達式 可以在模式匹配中添加一些必要的處理邏輯，如代碼 3-40所示。 代碼3-40運行結(jié)果：1 is odd.2 is even.3 is odd.4 is even.

46、3.3.3 匹配表達式 2. case類匹配 case類是一種特殊的類，其經(jīng)過優(yōu)化以被用于模式匹配。示例如代碼 3-41所示。 代碼3-41運行結(jié)果：Hi Alice!Hi Bob!Age: 32 year, name: Charlie?3.4 集合 Scala中集合分為兩種，一種是可變的集合，另一種是不可變的集合?？勺兗峡梢员桓禄蛐薷?，添加、刪除、修改元素將作用于原集合。而不可變集合一旦被創(chuàng)建，便不能被改變，添加、刪除、更新操作返回的是新的集合，原有集合保持不變。本節(jié)將介紹Scala中常用的集合類型如數(shù)組、列表、集、映射、選項、迭代器及元組并給出對應(yīng)集合的常用函數(shù)的使用方法。3.4 數(shù)組

47、與列表Scala的Array是一個所有對象都共享相同類型的可變序列，盡管實例化之后無法改變Array的長度，它的元素值卻是可變的。因此，Array是可變的對象。 Scala的List是共享相同類型的不可變對象序列。列表類似于數(shù)組，它們所有元素的類型都相同，但是它們也有所不同：列表是不可變的，值一旦被定義了就不能改變。（ListBuffer，ArrayBuffer均可改變長度）元組tuple與列表一樣是不可變的，但與列表不同，元組可以包含不同類型的元素。3.4.1數(shù)組 數(shù)組為有序的相同類型的元素的集合，在Scala中數(shù)組是最常用、最重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。Scala中的數(shù)組分為定長數(shù)組和變長數(shù)組，定長數(shù)

48、組在定義時長度被確定，在運行時數(shù)組長度不會發(fā)生變化，而變長數(shù)組內(nèi)存空間長度會隨著程序運行的需要而動態(tài)擴容。本小節(jié)對定長數(shù)組和變長數(shù)組的使用、遍歷方式、多維數(shù)組等進行介紹。3.4.1數(shù)組1.定長數(shù)組（Array） 定長數(shù)組指的是數(shù)組長度在定義時被確定，數(shù)組占有的內(nèi)存空間在程序運行時不會被改變，定長數(shù)組的定義格式為(以String類型為例，定義一個長度為3的字符串數(shù)組)： 或者 scalavar z:ArrayString = new ArrayString(3)scalavar z = new ArrayString(3)3.4.1數(shù)組(Array) 另外，可以通過Range生成數(shù)組，并對其進行

49、循環(huán)遍歷,具體示例如代碼 3-45所示。符串等非數(shù)值對象類型在數(shù)組定義時若沒有賦值，將會被初始化為null，而數(shù)值型數(shù)組在數(shù)組定義時未顯性賦值，則被初始化為0。可以給數(shù)組各元素自行賦值，比如： 或者也可以在一開始定義數(shù)組時便進行賦值，比如： 這種定義方式?jīng)]有直接通過顯式地new創(chuàng)建，而是調(diào)用了其apply方法進行數(shù)組創(chuàng)建操作。z(0) = Zara; z(1) = Nuha; z(2) = Ayanscalavar z = Array(Zara, Nuha, Ayan)3.4.1數(shù)組2.變長數(shù)組(ArrayBuffer) 變長數(shù)組在程序運行過程中，其數(shù)組長度可以隨程序運行的需要而增加。最常用的

50、變長數(shù)組為ArrayBuffer,它在包scala.collection.mutable中，在使用時需要顯式地引入，具體示例如代碼 3-42所示。 3.4.1數(shù)組運行結(jié)果：13AmyAyan 代碼3-423.4.1數(shù)組3. 數(shù)組遍歷 集合遍歷使用for循環(huán)，數(shù)組遍歷也不例外。數(shù)組的遍歷有兩種方式，通過索引遍歷和直接數(shù)組遍歷。具體示例如代碼 3-43所示。 3.4.1數(shù)組運行結(jié)果：3.5Total is 11.7Max is 3.5代碼3-433.4.1數(shù)組 無論是定長數(shù)組還是變長數(shù)組，在遍歷時均可以生成新的數(shù)組。生成新數(shù)組時，原來數(shù)組內(nèi)容保持不變。具體示例如代碼 3-44所示

51、。3.4.1數(shù)組代碼3-44運行結(jié)果：數(shù)組代碼3-45運行結(jié)果：10 12 14 16 1810 11 12 13 14 15 16 17 18 19 另外，可以通過Range生成數(shù)組，并對其進行循環(huán)遍歷,具體示例如代碼 3-45所示。3.4.1數(shù)組4.多維數(shù)組 定義一個三行三列的整型二維數(shù)組： 與一維數(shù)組相同，也可以對二維數(shù)組進行賦值及循環(huán)遍歷，具體示例如代碼 3-46所示。 scalavar myMatrix = Array.ofDimInt(3,3)3.4.1數(shù)組代碼3-46運行結(jié)果：0 1 20 1 20 1 23.4.2 列表 同數(shù)組一樣，List也

52、是Scala語言中應(yīng)用十分廣泛的集合類型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。Scala列表與數(shù)組非常相似，列表中的所有元素都具有相同的類型，但是有一個重要的區(qū)別。列表是不可變的，這意味著列表的元素不能被賦值更改。 3.4.2 列表 1.創(chuàng)建列表 列表的創(chuàng)建如代碼3-47所示：/字符串類型Listscalaval fruit: ListString = List(apples, oranges, pears)fruit: ListString = List(apples, oranges, pears) /前一個語句與下面語句等同scalaval fruit: ListString = List.apply(apples

53、, oranges, pears)fruit: ListString = List(apples, oranges, pears)代碼3-473.4.2 列表 /數(shù)值類型Listscalaval nums: ListInt = List(1, 2, 3, 4)nums: ListInt = List(1, 2, 3, 4) /多重List，List的子元素為Listscalaval multiDList=List(List(1,2,3),List(4,5,6),List(7,8,9)multiDList=:ListListInt=List(List(1,2,3),List(4,5,6),Lis

54、t(7,8,9) /遍歷Listscalafor(ival fruit = apples : (oranges : (pears : Nil)fruit: ListString = List(apples, oranges, pears) /數(shù)值類型Listscalaval nums = 1 : (2 : (3 : (4 : Nil)nums: ListInt = List(1, 2, 3, 4) / 定義空列表scalaval empty = Nilempty: scala.collection.immutable.Nil.type = List()3.4.2 列表 續(xù)代碼3-48/多重Li

55、st，List的子元素為Listscala :paste/ Entering paste mode (ctrl-D to finish)val multiDList = (1 : (2 : (3 : Nil) : (4 : (5 : (6 : Nil) : (7 : (8 : (9 : Nil) : Nil/ Exiting paste mode, now interpreting.multiDList: ListListInt = List(List(1, 2, 3), List(4, 5, 6), List(7, 8, 9)3.4.2 列表 可以使用list.fill()方法創(chuàng)建一個包含相

56、同元素的多個副本的列表。代碼3-49運行結(jié)果：fruit : List(apples, apples, apples)num : List(2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2)3.4.2 列表 2. 基本操作 List的基本操作：head：該方法返回列表的第一個元素。tail：該方法返回包含除第一個元素之外的所有元素的列表。isEmpty：如果列表為空，則該方法返回true，否則為false。3.4.2 列表 具體示例如代碼 3-50所示： 代碼3-503.4.2 列表 運行結(jié)果：Head of fruit : applesTail of fruit : List(ora

57、nges, pears)Check if fruit is empty : falseCheck if nums is empty : true3.4.2 列表 3.連接列表 可以用:操作符或List.:()方法或List.concat()方法，添加兩個或更多的列表。具體示例如代碼 3-51所示。3.4.2 列表 代碼3-513.4.2 列表 運行結(jié)果：fruit1 : fruit2 : List(apples, oranges, pears, mangoes, banana)fruit1.:(fruit2) : List(mangoes, banana, apples, oranges, p

58、ears)List.concat(fruit1, fruit2) : List(apples, oranges, pears, mangoes, banana)3.4.3 集 集是不重復(fù)元素的集合。列表中的元素是按照插入的先后順序來組織的，但是，集中的元素并不會記錄元素的插入順序，而是以“哈?！狈椒▽υ氐闹颠M行組織，所以，其能快速地找到某個元素。 3.4.3 集 1. 創(chuàng)建集Set 集包括可變集和不可變集，缺省情況下創(chuàng)建的是不可變集，通常使用不可變集。用默認方式創(chuàng)建一個不可變集。/創(chuàng)建集mySetscala var mySet = Set(Hadoop,Spark)mySet: scala.

59、collection.immutable.SetString = Set(Hadoop, Spark) /向mySet中增加新的元素scala mySet += Scala scala println(mySet.contains(Scala)true代碼3-523.4.3 集 聲明的集為不可變集，如果使用val mySet += Scala 執(zhí)行時會報錯，所以需要聲明為var。如果要聲明一個可變集，則需要引入scala.collection.mutable.Set包，具體示例如下：3.4.3 集 /導(dǎo)入可變集包 scala import scala.collection.mutable.Se

60、timport scala.collection.mutable.Set /定義一個集合，這里使用的是mutablescala val myMutableSet = Set(Database,BigData)myMutableSet: scala.collection.mutable.SetString = Set(BigData, Database) /向集中添加一個元素。scala myMutableSet += Cloud Computingres0: myMutableSet.type = Set(BigData, Cloud Computing, Database) /輸出結(jié)果sca