scala----列表、元祖、集合相关知识

1、数组

1.1 概述

数组就是用来存储多个同类型元素的容器, 每个元素都有编号(也叫: 下标, 脚标, 索引), 且编号都是从0开始数的. Scala中, 有两种数组，一种是定长数组，另一种是变长数组.

1.2定长数组

1.2.1特点

1. 数组的长度不允许改变.
2. 数组的内容是可变的

1.2.2 语法

val/var 变量名 = new Array[元素类型](数组长度)
val/var 变量名 = Array(元素1, 元素2, 元素3...)

注意:

在scala中，数组的泛型使用 [] 来指定.
使用数组名(索引) 来获取数组中的元素.
数组元素是有默认值的, Int:0, Double:0.0, String: null
通过数组名.length 或者数组名.size 来获取数组的长度.

1.2.3 示例

定义一个长度为10的整型数组, 设置第1个元素为11, 并打印第1个元素.
定义一个包含"java", “scala”, "python"这三个元素的数组, 并打印数组长度

//案例: 演示定长数组
object ClassDemo01 {
    
    
    def main(args: Array[String]): Unit = {
    
    
        //1. 定义一个长度为10的整型数组, 设置第1个元素为11, 并打印第1个元素.
        val arr1 = new Array[Int](10)
        arr1(0) = 11
        println(arr1(0)) //打印数组的第1个元素.
        println("-" * 15) //分割线
        //2. 定义一个包含"java", "scala", "python"这三个元素的数组, 并打印数组长度.
        val arr2 = Array("java", "scala", "python")
        println(arr2.length) //打印数组的长度
    }
}

1.3 变长数组

1.3.1 特点

数组的长度和内容都是可变的，可以往数组中添加、删除元素.

1.3.2 语法

创建变长数组，需要先导入ArrayBuffer类.

import scala.collection.mutable.ArrayBuffer

定义格式一: 创建空的ArrayBuffer变长数组

val/var 变量名 = ArrayBuffer[元素类型]()

定义格式二: 创建带有初始元素的ArrayBuffer变长数组

val/var 变量名 = ArrayBuffer(元素1，元素2，元素3....)

1.3.3 示例一: 定义变长数组

定义一个长度为0的整型变长数组.
定义一个包含"hadoop", “storm”, "spark"这三个元素的变长数组.
打印结果. 参考代码

参考代码

//1. 导包.
import scala.collection.mutable.ArrayBuffer
//案例: 演示变长数组
object ClassDemo02 {
    
    
    def main(args: Array[String]): Unit = {
    
    
        //2. 定义一个长度为0的整型变长数组.
        val arr1 = new ArrayBuffer[Int]()
        println("arr1:" + arr1)
        //3. 定义一个包含"hadoop", "storm", "spark"这三个元素的变长数组.
        val arr2 = ArrayBuffer("hadoop", "storm", "spark")
        println("arr2:" + arr2)
    }
}

1.3.4 示例二: 增删改元素

针对Scala中的变长数组, 可通过下述方式来修改数组中的内容

格式

使用 += 添加单个元素 
使用 -= 删除单个元素 
使用 ++= 追加一个数组到变长数组中 
使用 --= 移除变长数组中的指定多个元素

示例

定义一个变长数组，包含以下元素: “hadoop”, “spark”, “flink”
往该变长数组中添加一个"flume"元素
从该变长数组中删除"hadoop"元素
将一个包含"hive", "sqoop"元素的数组, 追加到变长数组中.
从该变长数组中删除"sqoop", "spark"这两个元素.
打印数组, 查看结果

参考代码

//导包
import scala.collection.mutable.ArrayBuffer
//案例: 修改变长数组中的内容.
object ClassDemo03 {
    
    
    def main(args: Array[String]): Unit = {
    
    
        //1. 定义一个变长数组，包含以下元素: "hadoop", "spark", "flink"
        val arr = ArrayBuffer("hadoop", "spark", "flink")
        //2. 往该变长数组中添加一个"flume"元素
        arr += "flume"
        //3. 从该变长数组中删除"hadoop"元素
        arr -= "hadoop"
        //4. 将一个包含"hive", "sqoop"元素的数组, 追加到变长数组中.
        arr ++= Array("hive", "sqoop")
        //5. 从该变长数组中删除"sqoop", "spark"这两个元素.
        arr --= Array("sqoop", "spark")
        //6. 打印数组, 查看结果
        println(s"arr: ${arr}")
	}
}

1.4 遍历数组

概述

在Scala中, 可以使用以下两种方式来遍历数组：

使用索引遍历数组中的元素
使用 for表达式直接遍历数组中的元素

示例

定义一个数组，包含以下元素1,2,3,4,5 2. 通过两种遍历方式遍历数组，并打印数组中的元素参考代码

//案例: 遍历数组
object ClassDemo04 {
    
    
    def main(args: Array[String]): Unit = {
    
    
        //1. 定义一个数组，包含以下元素1,2,3,4,5
        val arr = Array(1, 2, 3, 4, 5)
        //2. 通过两种遍历方式遍历数组，并打印数组中的元素.
        //方式一: 遍历索引的形式实现.
        for(i <- 0 to arr.length -1) println(arr(i))
        println("-" * 15) //分割线
        for(i <- 0 until arr.length) println(arr(i))
        println("-" * 15) //分割线
        //方式二: 直接遍历数组元素.
        for(i <- arr) println(i)
    }
}

注意: 0 until n 获取0~n之间的所有整数, 包含0, 不包含n.
0 to n 获取0~n之间的所有整数, 包含0, 也包含n.

1.5 数组常用算法

Scala中的数组封装了一些常用的计算操作，将来在对数据处理的时候，不需要我们自己再重新实现, 而是可以直接拿来用。以下为常用的几个算法：

sum()方法: 求和
max()方法: 求最大值
min()方法: 求最小值
sorted()方法: 排序, 返回一个新的数组.
reverse()方法: 反转, 返回一个新的数组.

//案例: 数组的常用算法
object ClassDemo05 {
    
    
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    
    
    //1. 定义一个数组, 包含4, 1, 6, 5, 2, 3这些元素.
    val arr = Array(4, 1, 6, 5, 2, 3)
    //2. 在main方法中, 测试上述的常用算法.
    //测试sum
    println(s"sum: ${arr.sum}")
    //测试max
    println(s"max: ${arr.max}")
    //测试min
    println(s"min: ${arr.min}")
    //测试sorted
    val arr2 = arr.sorted //即: arr2的内容为:1, 2, 3, 4, 5, 6
    //测试reverse
    val arr3 = arr.sorted.reverse //即: arr3的内容为: 6, 5, 4, 3, 2, 1
    //3. 打印数组.
    for (i <- arr) println(i)
    println("-" * 15)
    for (i <- arr2) println(i)
    println("-" * 15)
    for (i <- arr3) println(i)
  }
}

2. 元组

元组一般用来存储多个不同类型的值。例如同时存储姓名，年龄，性别，出生年月这些数据, 就要用到元组来存储了。并且元组的长度和元素都是不可变的。

2.1 格式

// 格式一: 通过小括号实现
val/var 元组 = (元素1, 元素2, 元素3....)   
// 格式二: 通过箭头来实现
val/var 元组 = 元素1->元素2

2.2示例

//案例: 演示元组的定义格式
object ClassDemo06 {
    
    
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    
    
    //1. 定义一个元组，包含学生的姓名和年龄.
    //2. 分别使用小括号以及箭头的方式来定义元组.
    val tuple1 = ("张三", 23)
    val tuple2 = "张三" -> 23
    println(tuple1)
    println(tuple2)
  }
}

2.3 访问元组中的元素

在Scala中, 可以通过元组名._编号的形式来访问元组中的元素，_1表示访问第一个元素，依次类推. 也可以通过元组名.productIterator 的方式, 来获取该元组的迭代器, 从而实现遍历元组.

格式

格式一: 访问元组中的单个元组.
println(元组名._1) //打印元组的第一个元素.
println(元组名._2) //打印元组的第二个元组.
...

格式二: 遍历元组
val tuple1 = (值1, 值2, 值3, 值4, 值5...) //可以有多个值
val it = tuple1.productIterator //获取当前元组的迭代器对象
for(i <- it) println(i) //打印元组中的所有内容.

示例

//案例: 获取元组中的元组.
object ClassDemo07 {
    
    
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    
    
    //1. 定义一个元组，包含一个学生的姓名和性别，"zhangsan", "male"
    val tuple1 = "zhangsan" -> "male"
    //2. 分别获取该学生的姓名和性别
    //方式一: 通过 _编号 的形式实现.
    println(s"姓名: ${tuple1._1}, 性别: ${tuple1._2}")
    //方式二: 通过迭代器遍历的方式实现.
    //获取元组对应的迭代器对象.
    val it = tuple1.productIterator
    //遍历元组.
    for (i <- it) println(i)
  }
}

3. 列表

列表(List)是Scala中最重要的, 也是最常用的一种数据结构。它存储的数据, 特点是: 有序, 可重复. 在Scala中，列表分为两种, 即: 不可变列表和可变列表

有序的意思并不是排序, 而是指元素的存入顺序和取出顺序是一致的 .
可重复的意思是列表中可以添加重复元素

3.1 不可变列表

3.1.1 特点

不可变列表指的是: 列表的元素、长度都是不可变的。

// 格式一: 通过 小括号 直接初始化.
val/var 变量名 = List(元素1, 元素2, 元素3...)
// 格式二: 通过 Nil 创建一个空列表.
val/var 变量名 = Nil
格式三: 使用 :: 方法实现.  使用::拼接方式来创建列表，必须在最后添加一个Nil
val/var 变量名 = 元素1 :: 元素2 :: Nil

示例

//案例: 演示不可变列表.
object ClassDemo08 {
    
    
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    
    
    //1. 创建一个不可变列表，存放以下几个元素（1,2,3,4）
    val list1 = List(1, 2, 3, 4)
    //2. 使用`Nil`创建一个不可变的空列表
    val list2 = Nil
    //3. 使用`::`方法创建列表，包含-2、-1两个元素
    val list3 = -2 :: -1 :: Nil
    //4. 打印结果.
    println(s"list1: ${list1}")
    println(s"list2: ${list2}")
    println(s"list3: ${list3}")
  }
}

3.2 可变列表

可变列表指的是列表的元素、长度都是可变的.要使用可变列表, 必须先导包.

import scala.collection.mutable.ListBuffer

// 格式一: 创建空的可变列表.
val/var 变量名 = ListBuffer[数据类型]()
// 格式二: 通过 小括号 直接初始化.
val/var 变量名 = ListBuffer(元素1，元素2，元素3...)

示例

//1. 导包
import scala.collection.mutable.ListBuffer
//案例: 演示可变列表.
object ClassDemo09 {
    
    
    def main(args: Array[String]): Unit = {
    
    
        //2. 创建空的整形可变列表.
        val list1 = new ListBuffer[Int]()
        //3. 创建一个可变列表，包含以下元素：1,2,3,4
        val list2 = ListBuffer(1, 2, 3, 4)
        println(s"list1: ${list1}")
        println(s"list2: ${list2}")
    }
}

3.2.4 可变列表的常用操作

在这里插入图片描述

示例

import scala.collection.mutable.ListBuffer

//案例: 演示可变列表的常见操作.
object ClassDemo10 {
    
    
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    
    
    //1. 定义一个可变列表包含以下元素：1,2,3
    val list1 = ListBuffer(1, 2, 3)
    //2. 获取第一个元素, 并打印结果到控制台.
    println(list1(0))
    //3. 添加一个新的元素：4
    list1 += 4
    //4. 追加一个列表，该列表包含以下元素：5,6,7
    list1 ++= List(5, 6, 7)
    //5. 删除元素7
    list1 -= 7
    //6. 删除元素3, 4
    list1 --= List(3, 4)
    //7. 将可变列表转换为不可变列表
    val list2 = list1.toList
    //8. 将可变列表转换为数组
    val arr = list1.toArray
    //9. 打印结果.
    println(s"list1: ${list1}")
    println(s"list2: ${list2}")
    println(s"arr: ${arr}")
  }
}

3.3 列表的常用操作

在这里插入图片描述

示例

//案例: 演示列表的基础操作.
object ClassDemo11 {
    
    
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    
    
    //1. 定义一个列表list1，包含以下元素：1,2,3,4
    val list1 = List(1, 2, 3, 4)
    //2. 使用isEmpty方法判断列表是否为空, 并打印结果.
    println(s"isEmpty: ${list1.isEmpty}")
    //3. 再定义一个列表list2，包含以下元素: 4,5,6
    val list2 = List(4, 5, 6)
    //4. 使用`++`将两个列表拼接起来, 并打印结果.
    val list3 = list1 ++ list2
    println(s"list3: ${list3}")
    //5. 使用head方法，获取列表的首个元素, 并打印结果.
    println(s"head: ${list3.head}")
    //6. 使用tail方法，获取列表中除首个元素之外, 其他所有的元素, 并打印结果.
    println(s"tail: ${list3.tail}")
    //7. 使用reverse方法将列表的元素反转, 并打印反转后的结果.
    val list4 = list3.reverse
    println(s"list4: ${list4}")
    //8. 使用take方法获取列表的前缀元素(前三个元素), 并打印结果.
    println(s"take: ${list3.take(3)}")
    //9. 使用drop方法获取列表的后缀元素(除前三个以外的元素), 并打印结果.
    println(s"drop: ${list3.drop(3)}")
  }
}

3.3.3 示例二: 扁平化(压平)

扁平化表示将嵌套列表中的所有具体元素单独的放到一个新列表中.
在这里插入图片描述

示例

//案例: 演示扁平化操作.
object ClassDemo12 {
    
    
    def main(args: Array[String]): Unit = {
    
    
        //1. 定义一个列表, 该列表有三个元素, 分别为：List(1,2)、List(3)、List(4,5)
        val list1 = List(List(1,2), List(3), List(4, 5))
        //2. 使用flatten将这个列表转换为List(1,2,3,4,5)
        val list2 = list1.flatten
        //3. 打印结果
        println(list2)
    }
}

3.3.4 示例三: 拉链与拉开

拉链：将两个列表，组合成一个元素为元组的列表

解释: 将列表List("张三", "李四"), List(23, 24)组合成列表List((张三,23), (李四,24))

拉开：将一个包含元组的列表，拆解成包含两个列表的元组

解释: 将列表List((张三,23), (李四,24))拆解成元组(List(张三, 李四),List(23, 24))

示例

//案例: 演示拉链与拉开
object ClassDemo13 {
    
    
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    
    
    //1. 定义列表names, 保存三个学生的姓名，分别为：张三、李四、王五
    val names = List("张三", "李四", "王五")
    //2. 定义列表ages, 保存三个学生的年龄，分别为：23, 24, 25
    val ages = List(23, 24, 25)
    //3. 使用zip将列表names和ages, 组合成一个元素为元组的列表list1.
    val list1 = names.zip(ages)
    //4. 使用unzip将列表list1拆解成包含两个列表的元组tuple1
    val tuple1 = list1.unzip
    //5. 打印结果
    println("拉链: "+ list1)
    println("拉开: " + tuple1)
  }
}

3.3.5 示例四: 列表转字符串

//案例: 演示将列表转成其对应的字符串形式.
object ClassDemo14 {
    
    
    def main(args: Array[String]): Unit = {
    
    
        //1. 定义一个列表，包含元素：1,2,3,4
        val list1 = List(1, 2, 3, 4)
        //2. 使用toString方法输出该列表的元素
        println(list1.toString)
        //简写形式, 因为: 输出语句打印对象, 默认调用了该对象的toString()方法
        println(list1)
        println("-" * 15)
        //3. 使用mkString方法, 用冒号将元素都拼接起来, 并打印结果.
        println(list1.mkString(":"))
    }
}

3.3.6 示例五: 并集, 交集, 差集

union: 表示对两个列表取并集，而且不去重

例如: list1.union(list2), 表示获取list1和list2中所有的元素(元素不去重). 
如果想要去除重复元素, 则可以通过 distinct 实现.

intersect: 表示对两个列表取交集

例如: list1.intersect(list2), 表示获取list1, list2中都有的元素.

diff: 表示对两个列表取差集.

例如：list1.diff(list2)，表示获取list1中有, 但是list2中没有的元素.

示例

//案例: 演示获取并集, 交集, 差集.
object ClassDemo15 {
    
    
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    
    
    //1. 定义列表list1，包含以下元素：1,2,3,4
    val list1 = List(1, 2, 3, 4)
    //2. 定义列表list2，包含以下元素：3,4,5,6
    val list2 = List(3, 4, 5, 6)
    //3. 使用union获取这两个列表的并集
    val unionList = list1.union(list2)
    //4. 在第三步的基础上, 使用distinct去除重复的元素
    val distinctList = unionList distinct
    //5. 使用intersect获取列表list1和list2的交集
    val intersectList = list1.intersect(list2)
    //6. 使用diff获取列表list1和list2的差集
    val diffList = list1.diff(list2)
    //7. 打印结果
    println("并集, 不去重: " + unionList)
    println("并集, 去重: " + distinctList)
    println("交集: " + intersectList)
    println("差集: " + diffList)
  }
}