1、模式匹配
（1）概述
模式匹配是Scala中非常有特色，非常强大的一种功能。模式匹配，其实类似于Java中的swich case语法，即对一个值进行条件判断，然后针对不同的条件，进行不同的处理。但是Scala的模式匹配的功能比Java的swich case语法的功能要强大得多，Java的swich case语法只能对值进行匹配。但是Scala的模式匹配除了可以对值进行匹配之外，还可以对类型进行匹配、对Array和List的元素情况进行匹配、对case class进行匹配、甚至对有值或没值（Option）进行匹配。而且对于Spark来说，Scala的模式匹配功能也是极其重要的，在spark源码中大量地使用了模式匹配功能。因此为了更好地编写Scala程序，并且更加通畅地看懂Spark的源码，学好模式匹配都是非常重要的。
（2）基本语法
Scala是没有Java中的switch case语法的，相对应的，Scala提供了更加强大的match case语法，即模式匹配，类替代switch case，match case也被称为模式匹配。
Scala的match case与Java的switch case最大的不同点在于，Java的switch case仅能匹配变量的值，比1、2、3等；而Scala的match case可以匹配各种情况，比如变量的类型、集合的元素、有值或无值。
match case的语法如下：变量 match { case 值 => 代码 }。如果值为下划线，则代表了不满足以上所有情况下的默认情况如何处理。此外，match case中，只要一个case分支满足并处理了，就不会继续判断下一个case分支了。（与Java不同，java的switch case需要用break阻止）。match case语法最基本的应用，就是对变量的值进行模式匹配。
案例：成绩评价：
def judgeGrade(grade: String) {
grade match {
case "A" => println("Excellent")
case "B" => println("Good")
case "C" => println("Just so so")
case _ => println("you need work harder")
}
}（3）在模式匹配中使用if守卫
Scala的模式匹配语法，有一个特点在于，可以在case后的条件判断中，不仅仅只是提供一个值，而是可以在值后面再加一个if守卫，进行双重过滤。
案例：成绩评价（升级版）：
def judgeGrade(name: String, grade: String) {
grade match {
case "A" => println(name + ", you are excellent")
case "B" => println(name + ", you are good")
case "C" => println(name + ", you are just so so")
case _ if name == "leo" => println(name + ", you are a good boy, come on")
case _ => println("you need to work harder")
}
}（4）在模式匹配中进行变量赋值
Scala的模式匹配语法，有一个特点在于，可以将模式匹配的默认情况，下划线，替换为一个变量名，此时模式匹配语法就会将要匹配的值赋值给这个变量，从而可以在后面的处理语句中使用要匹配的值。
为什么有这种语法？思考一下。因为只要使用用case匹配到的值，是不是我们就知道这个只啦！！在这个case的处理语句中，是不是就直接可以使用写程序时就已知的值！但是对于下划线这种情况，所有不满足前面的case的值，都会进入这种默认情况进行处理，此时如果我们在处理语句中需要拿到具体的值进行处理呢？那就需要使用这种在模式匹配中进行变量赋值的语法！
案例：成绩评价（升级版）：
def judgeGrade(name: String, grade: String) {
grade match {
case "A" => println(name + ", you are excellent")
case "B" => println(name + ", you are good")
case "C" => println(name + ", you are just so so")
case _grade if name == "leo" => println(name + ", you are a good boy, come on, your grade is " + _grade)
case _grade => println("you need to work harder, your grade is " + _grade)
}
}（5）对类型进行模式匹配
Scala的模式匹配一个强大之处就在于，可以直接匹配类型，而不是值！这点是java的switch case绝对做不到的。
对类型如何进行匹配？其他语法与匹配值其实是一样的，但是匹配类型的话，就是要用“case 变量: 类型 => 代码”这种语法，而不是匹配值的“case 值 => 代码”这种语法。
案例：异常处理：
import java.io._
def processException(e: Exception) {
e match {
case e1: IllegalArgumentException => println("you have illegal arguments! exception is: " + e1)
case e2: FileNotFoundException => println("cannot find the file you need read or write!, exception is: " + e2)
case e3: IOException => println("you got an error while you were doing IO operation! exception is: " + e3)
case _: Exception => println("cannot know which exception you have!" )
}
}（6）对Array和List进行模式匹配
对Array进行模式匹配，分别可以匹配带有指定元素的数组、带有指定个数元素的数组、以某元素打头的数组。对List进行模式匹配，与Array类似，但是需要使用List特有的::操作符。
案例：对朋友打招呼：
def greeting(arr: Array[String]) {
arr match {
case Array("Leo") => println("Hi, Leo!")
case Array(girl1, girl2, girl3) => println("Hi, girls, nice to meet you. " + girl1 + " and " + girl2 + " and " + girl3)
case Array("Leo", _*) => println("Hi, Leo, please introduce your friends to me.")
case _ => println("hey, who are you?")
}
}
def greeting(list: List[String]) {
list match {
case "Leo" :: Nil => println("Hi, Leo!")
case girl1 :: girl2 :: girl3 :: Nil => println("Hi, girls, nice to meet you. " + girl1 + " and " + girl2 + " and " + girl3)
case "Leo" :: tail => println("Hi, Leo, please introduce your friends to me.")
case _ => println("hey, who are you?")
}
}（7）case class与模式匹配
Scala中提供了一种特殊的类，用case class进行声明，中文也可以称作样例类。case class其实有点类似于Java中的JavaBean的概念。即只定义field，并且由Scala编译时自动提供getter和setter方法，但是没有method。case class的主构造函数接收的参数通常不需要使用var或val修饰，Scala自动就会使用val修饰（但是如果你自己使用var修饰，那么还是会按照var来）。Scala自动为case class定义了伴生对象，也就是object，并且定义了apply()方法，该方法接收主构造函数中相同的参数，并返回case class对象。
案例：学校门禁：
class Person
case class Teacher(name: String, subject: String) extends Person
case class Student(name: String, classroom: String) extends Person
def judgeIdentify(p: Person) {
p match {
case Teacher(name, subject) => println("Teacher, name is " + name + ", subject is " + subject)
case Student(name, classroom) => println("Student, name is " + name + ", classroom is " + classroom)
case _ => println("Illegal access, please go out of the school!")
}
}（8）Option与模式匹配
Scala有一种特殊的类型，叫做Option。Option有两种值，一种是Some，表示有值，一种是None，表示没有值。Option通常会用于模式匹配中，用于判断某个变量是有值还是没有值，这比null来的更加简洁明了。Option的用法必须掌握，因为Spark源码中大量地使用了Option，比如Some(a)、None这种语法，因此必须看得懂Option模式匹配，才能够读懂spark源码。
案例：成绩查询：
val grades = Map("Leo" -> "A", "Jack" -> "B", "Jen" -> "C")
def getGrade(name: String) {
val grade = grades.get(name)
grade match {
case Some(grade) => println("your grade is " + grade)
case None => println("Sorry, your grade information is not in the system")
}
}2、类型参数
（1）概述
类型参数是什么？类型参数其实就类似于Java中的泛型。先说说Java中的泛型是什么，比如我们有List a = new ArrayList()，接着a.add(1)，没问题，a.add(“2”)，然后我们a.get(1) == 2，对不对？肯定不对了，a.get(1)获取的其实是个String：”2”，String：”2”怎么可能与一个Integer类型的2相等呢？
所以Java中提出了泛型的概念，其实也就是类型参数的概念，此时可以用泛型创建List，List a = new ArrayListInteger，那么，此时a.add(1)没问题，而a.add(“2”)呢？就不行了，因为泛型会限制，只能往集合中添加Integer类型，这样就避免了上述的问题。
那么Scala的类型参数是什么？其实意思与Java的泛型是一样的，也是定义一种类型参数，比如在集合，在类，在函数中，定义类型参数，然后就可以保证使用到该类型参数的地方，就肯定，也只能是这种类型。从而实现程序更好的健壮性。
此外，类型参数是Spark源码中非常常见的，因此同样必须掌握，才能看懂spark源码。
（2）泛型类
泛型类，顾名思义，其实就是在类的声明中，定义一些泛型类型，然后在类内部，比如field或者method，就可以使用这些泛型类型。使用泛型类，通常是需要对类中的某些成员，比如某些field和method中的参数或变量，进行统一的类型限制，这样可以保证程序更好的健壮性和稳定性。如果不使用泛型进行统一的类型限制，那么在后期程序运行过程中，难免会出现问题，比如传入了不希望的类型，导致程序出问题。在使用类的时候，比如创建类的对象，将类型参数替换为实际的类型，即可。Scala自动推断泛型类型特性：直接给使用了泛型类型的field赋值时，Scala会自动进行类型推断。
案例：新生报到：
每个学生来自不同的地方，id可能是Int，可能是String。
class Student[T](val localId: T) {
def getSchoolId(hukouId: T) = "S-" + hukouId + "-" + localId
}
val leo = new Student[Int](111)（3）泛型函数
泛型函数，与泛型类类似，可以给某个函数在声明时指定泛型类型，然后在函数体内，多个变量或者返回值之间，就可以使用泛型类型进行声明，从而对某个特殊的变量，或者多个变量，进行强制性的类型限制。与泛型类一样，你可以通过给使用了泛型类型的变量传递值来让Scala自动推断泛型的实际类型，也可以在调用函数时，手动指定泛型类型。
案例：卡片售卖机：
可以指定卡片的内容，内容可以是String类型或Int类型。
def getCard[T](content: T) = {
if(content.isInstanceOf[Int]) "card: 001, " + content
else if(content.isInstanceOf[String]) "card: this is your card, " + content
else "card: " + content
}
getCard[String]("hello world")（4）上边界Bounds
在指定泛型类型的时候，有时，我们需要对泛型类型的范围进行界定，而不是可以是任意的类型。比如，我们可能要求某个泛型类型，它就必须是某个类的子类，这样在程序中就可以放心地调用泛型类型继承的父类的方法，程序才能正常的使用和运行。此时就可以使用上下边界Bounds的特性。
Scala的上下边界特性允许泛型类型必须是某个类的子类，或者必须是某个类的父类。
案例：在派对上交朋友：
class Person(val name: String) {
def sayHello = println("Hello, I'm " + name)
def makeFriends(p: Person) {
sayHello
p.sayHello
}
}
class Student(name: String) extends Person(name)
class Party[T <: Person](p1: T, p2: T) {
def play = p1.makeFriends(p2)
}（5）下边界Bounds
除了指定泛型类型的上边界，还可以指定下边界，即指定泛型类型必须是某个类的父类。
案例：领身份证：
class Father(val name: String)
class Child(name: String) extends Father(name)
def getIDCard[R >: Child](person: R) {
if (person.getClass == classOf[Child]) println("please tell us your parents' names.")
else if (person.getClass == classOf[Father]) println("sign your name for your child's id card.")
else println("sorry, you are not allowed to get id card.")
}（6）View Bounds
上下边界Bounds，虽然可以让一种泛型类型，支持有父子关系的多种类型。但是，在某个类与上下边界Bounds指定的父子类型范围内的类都没有任何关系，则默认是肯定不能接受的。然而，View Bounds作为一种上下边界Bounds的加强版，支持可以对类型进行隐式转换，将指定的类型进行隐式转换后，再判断是否在边界指定的类型范围内。
案例：跟小狗交朋友：
class Person(val name: String) {
def sayHello = println("Hello, I'm " + name)
def makeFriends(p: Person) {
sayHello
p.sayHello
}
}
class Student(name: String) extends Person(name)
class Dog(val name: String) { def sayHello = println("Wang, Wang, I'm " + name) }
implicit def dog2person(dog: Object): Person = if(dog.isInstanceOf[Dog]) {val _dog = dog.asInstanceOf[Dog]; new Person(_dog.name) } else Nil
class Party[T <% Person](p1: T, p2: T)（7）Context Bounds
Context Bounds是一种特殊的Bounds，它会根据泛型类型的声明，比如“T: 类型”要求必须存在一个类型为“类型[T]”的隐式值。其实个人认为，Context Bounds之所以叫Context，是因为它基于的是一种全局的上下文，需要使用到上下文中的隐式值以及注入。
案例：使用Scala内置的比较器比较大小：
class Calculator[T: Ordering] (val number1: T, val number2: T) {
def max(implicit order: Ordering[T]) = if(order.compare(number1, number2) > 0) number1 else number2
}（8）Manifest Context Bounds
在Scala中，如果要实例化一个泛型数组，就必须使用Manifest Context Bounds。也就是说，如果数组元素类型为T的话，需要为类或者函数定义[T: Manifest]泛型类型，这样才能实例化Array[T]这种泛型数组。
案例：打包饭菜（一种食品打成一包）：
class Meat(val name: String)
class Vegetable(val name: String)
def packageFood[T: Manifest] (food: T*) = {
val foodPackage = new Array[T](food.length)
for(i <- 0 until food.length) foodPackage(i) = food(i)
foodPackage
}（9）协变和逆变
Scala的协变和逆变是非常有特色的！完全解决了Java中的泛型的一大缺憾！
举例来说，Java中，如果有Professional是Master的子类，那么Card[Professionnal]是不是Card[Master]的子类？答案是：不是。因此对于开发程序造成了很多的麻烦。而Scala中，只要灵活使用协变和逆变，就可以解决Java泛型的问题。
案例：进入会场：
class Master
class Professional extends Master大师以及大师级别以下的名片都可以进入会场：
class Card[+T] (val name: String)
def enterMeet(card: Card[Master]) {
println("welcome to have this meeting!")
}只要专家级别的名片就可以进入会场，如果大师级别的过来了，当然可以了！
class Card[-T] (val name: String)
def enterMeet(card: Card[Professional]) {
println("welcome to have this meeting!")
}（10）Existential Type
在Scala里，有一种特殊的类型参数，就是Existential Type，存在性类型。这种类型务必掌握是什么意思，因为在spark源码实在是太常见了！
Array[T] forSome { type T }
Array[_]3、隐式转换
（1）概述
Scala提供的隐式转换和隐式参数功能，是非常有特色的功能。是Java等编程语言所没有的功能。它可以允许你手动指定，将某种类型的对象转换成其他类型的对象。通过这些功能，可以实现非常强大，而且特殊的功能。
Scala的隐式转换，其实最核心的就是定义隐式转换函数，即implicit conversion function。定义的隐式转换函数，只要在编写的程序内引入，就会被Scala自动使用。Scala会根据隐式转换函数的签名，在程序中使用到隐式转换函数接收的参数类型定义的对象时，会自动将其传入隐式转换函数，转换为另外一种类型的对象并返回。这就是“隐式转换”。
隐式转换函数叫什么名字是无所谓的，因为通常不会由用户手动调用，而是由Scala进行调用。但是如果要使用隐式转换，则需要对隐式转换函数进行导入。因此通常建议将隐式转换函数的名称命名为“one2one”的形式。
Spark源码中有大量的隐式转换和隐式参数，因此必须精通这种语法。
（2）隐式转换基本语法
要实现隐式转换，只要程序可见的范围内定义隐式转换函数即可。Scala会自动使用隐式转换函数。隐式转换函数与普通函数唯一的语法区别就是，要以implicit开头，而且最好要定义函数返回类型。
案例：特殊售票窗口（只接受特殊人群，比如学生、老人等）：
class SpecialPerson(val name: String)
class Student(val name: String)
class Older(val name: String)
implicit def object2SpecialPerson (obj: Object): SpecialPerson = {
if (obj.getClass == classOf[Student]) { val stu = obj.asInstanceOf[Student]; new SpecialPerson(stu.name) }
else if (obj.getClass == classOf[Older]) { val older = obj.asInstanceOf[Older]; new SpecialPerson(older.name) }
else Nil
}
var ticketNumber = 0
def buySpecialTicket(p: SpecialPerson) = {
ticketNumber += 1
"T-" + ticketNumber
}（3）使用隐式转换加强现有类型
隐式转换非常强大的一个功能，就是可以在不知不觉中加强现有类型的功能。也就是说，可以为某个类定义一个加强版的类，并定义互相之间的隐式转换，从而让源类在使用加强版的方法时，由Scala自动进行隐式转换为加强类，然后再调用该方法。
案例：超人变身：
class Man(val name: String)
class Superman(val name: String) {
def emitLaser = println("emit a laster!")
}
implicit def man2superman(man: Man): Superman = new Superman(man.name)
val leo = new Man("leo")
leo.emitLaser（4）隐式转换函数作用域与导入
Scala默认会使用两种隐式转换，一种是源类型，或者目标类型的伴生对象内的隐式转换函数；一种是当前程序作用域内的可以用唯一标识符表示的隐式转换函数。
如果隐式转换函数不在上述两种情况下的话，那么就必须手动使用import语法引入某个包下的隐式转换函数，比如import test._。通常建议，仅仅在需要进行隐式转换的地方，比如某个函数或者方法内，用iimport导入隐式转换函数，这样可以缩小隐式转换函数的作用域，避免不需要的隐式转换。
（5）隐式转换的发生时机
1. 调用某个函数，但是给函数传入的参数的类型，与函数定义的接收参数类型不匹配（案例：特殊售票窗口）
2. 使用某个类型的对象，调用某个方法，而这个方法并不存在于该类型时（案例：超人变身）
3. 使用某个类型的对象，调用某个方法，虽然该类型有这个方法，但是给方法传入的参数类型，与方法定义的接收参数的类型不匹配（案例：特殊售票窗口加强版）
案例：特殊售票窗口加强版：
class TicketHouse {
var ticketNumber = 0
def buySpecialTicket(p: SpecialPerson) = {
ticketNumber += 1
"T-" + ticketNumber
}
}（6）隐式参数
所谓的隐式参数，指的是在函数或者方法中，定义一个用implicit修饰的参数，此时Scala会尝试找到一个指定类型的，用implicit修饰的对象，即隐式值，并注入参数。
Scala会在两个范围内查找：一种是当前作用域内可见的val或var定义的隐式变量；一种是隐式参数类型的伴生对象内的隐式值。
案例：考试签到：
class SignPen {
def write(content: String) = println(content)
}
implicit val signPen = new SignPen
def signForExam(name: String) (implicit signPen: SignPen) {
signPen.write(name + " come to exam in time.")
}