scala笔记4-函数式编程详解(匿名函数,高阶函数,闭包等)

这篇文章主要讲解的是scala的函数式编程。
Scala中的函数是Java中完全没有的概念。因为Java是完全面向对象的编程语言,没有任何面向过程编程语言的特性,因此Java中是类和对象,方法的概念,即寄存和依赖于类和对象中的方法。Java中的方法是绝对不可能脱离类和对象独立存在的。
而Scala是一门既面向对象,又面向过程的语言。因此在Scala中有非常好的面向对象的特性,可以使用Scala来基于面向对象的思想开发大型复杂的系统和工程;而且Scala也面向过程,因此Scala中有函数的概念。在Scala中,函数与类、对象等一样,都可以直接运用。Scala中的函数可以独立存在,不需要依赖任何类和对象。如果熟悉c/c++的朋友,应该也会知道这一性质。

1、将函数赋值给变量

Scala中的函数是可以独立定义,独立存在,而且可以直接将函数作为值赋值给变量

object FuncProgram {
  var myFunc=(num:Int)=>num*2   //这里既可以用var 也可以用def
  //由scala内部的类型推断机制 使得函数声明时 不需要声明类型,但是 函数内部的num需要声明类型 这样才能推断初函数返回值类型
  var more=10
  var addMore=(x:Int)=>x+more
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    println(myFunc(10)) //直接调用函数名

    println(addMore(3))
    more=5
    println(addMore(3))
  }
}

2、匿名函数

==匿名函数就是没有名字的函数,语法规则是(参数名:参数类型)=>函数体。==例如:(x : Int, y : Int) => x * y 。这里有一点要注意:在实际写代码的时候,如果在“=>”前加上了这个函数的返回类型,如:(x:Int, y : Int) : Int=> x * y,反而会报错。原因是:在一般情况下,Scala编译器会自动推断匿名函数参数的类型,所以可以省略返回类型,因为返回类型对于编译器而言,是多余的。当然,如果匿名函数的参数只有一个,那么也可以把它的类型省略掉。
例如:val sayHello = (name: String) => println("Hello, " + name)
匿名函数在spark源码中有大量这样的语法,我们深刻理解和掌握。

3、高阶函数

Scala中,由于函数可以直接调用,因此可以直接将某个函数传入其他函数,作为参数。这个功能是极其强大的,也是Java这种面向对象的编程语言所不具备的。
一个接受其他函数作为参数或者返回一个函数的函数就是高阶函数(higher-order function)
高阶函数的特性:

  • 1.可接收其他函数作为函数的参数
/**
  * 高阶函数:一个接受其他函数作为参数或者返回一个函数的函数
  * @author xjh 2018.10.18
  */
object FuncProgram02 {
  //函数sum是一个接受函数参数的函数,因此,是一个高阶函数
  // 这里函数的功能是 a到b的所有数字求和
  def sum(f: Int => Int, a: Int, b: Int): Int = { //这里f是一个函数
    if (a > b) 0 else f(a) + sum(f, a + 1, b)
  }

  def self = (x: Int) => x //定义一个函数 输出参数本身
  def square = (x: Int) => x * x

  def sumSquare(a: Int, b: Int): Int = {
    if (a > b) 0 else square(a) + sumSquare(a + 1, b)
  }

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    println("sum: "+sum(self, 1, 10))
    println("------------------------------------")
    println("sumSquare: "+sumSquare(1,10))
  }
}
  • 2.将函数作为返回值
/**
  * 高阶函数编程
      *1.将函数作为返回值
      *2.高阶函数可以自动推断出参数类型,而不需要写明类型;而且对于只有一个参数的函数,还可以省去其小括号;
      * 如果仅有的一个参数在右侧的函数体内只使用一次,则还可以将接收参数省略,并且将参数用_来替代
  * @author xjh 2018.11.12
  */
object FuncProgram03 {
  def getGreetingFunc(msg:String)=(name:String)=>println(msg+", "+name)
  def greeting(func:String=>Unit,name: String)=func(name)   //高阶函数可以自动推断参数类型
  def tripe(func:(Int)=>Int)=println(func(3))
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val greetingFunc=getGreetingFunc("hello") //"hello" 实质上是函数的形参 msg
    greetingFunc("xjh")   //"xjh" 对应 name
    greeting((name:String)=>println("Hello, "+name),"xjh111")    //调用greeting函数 实参要与之前的函数名匹配
    tripe(5*_)  //这里_占位符 scala会默认为3
    tripe(5+_)
  }
}

输出:

hello, xjh
Hello, xjh111
15
8

4、Scala的常用高阶函数

1.map

对传入的每个元素都进行映射,返回一个处理后的元素
Array(1, 2, 3, 4, 5).map(2 * _)

2.foreach

对传入的每个元素都进行处理,但是没有返回值
(1 to 9).map("*" * _).foreach(println _)

3.filter

对传入的每个元素都进行条件判断,如果对元素返回true,则保留该元素,否则过滤掉该元素
(1 to 20).filter(_ % 2 == 0)

4. reduceLeft

从左侧元素开始,进行reduce操作,即先对元素1和元素2进行处理,然后将结果与元素3处理,再将结果与元素4处理,依次类推,即为reduce;reduce操作必须掌握!spark编程的重点!!!
// 下面这个操作就相当于1 * 2 * 3 * 4 * 5 * 6 * 7 * 8 * 9
(1 to 9).reduceLeft( _ * _)

5.sortWith

对元素进行两两相比,进行排序
Array(3, 2, 5, 4, 10, 1).sortWith(_ < _)
当然还有很多,这里就不一一列举了。。。

5、闭包

闭包最简洁的解释:函数在变量不处于其有效作用域时,还能够对变量进行访问,即为闭包

object FuncProgram04 {
  def getGreetingFunc(msg:String)=(name:String)=>println(msg+","+name)
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val greetingHello=getGreetingFunc("hello")
    val greetingHi=getGreetingFunc("hi")
    greetingHello("xjh")
    greetingHi("hunan")
  }
}

输出:

hello,xjh
hi,hunan

两次调用getGreetingFunc函数,传入不同的msg,并创建不同的函数返回
然而,msg只是一个局部变量,却在getGreetingFunc执行完之后,还可以继续存在创建的函数之中;greetingFuncHello(“xjh”),调用时,值为"xjh"的msg被保留在了函数体内部,可以反复的使用这种变量超出了其作用域,还可以使用的情况,即为闭包。
Scala通过为每个函数创建对象来实现闭包,实际上对于getGreetingFunc函数创建的函数,msg是作为函数对象的变量存在的,因此每个函数才可以拥有不同的msg
Scala编译器会确保上述闭包机制

6、Currying函数

Curring函数,指的是将原来接收两个参数的一个函数,转换为两个函数,第一个函数接收原先的第一个参数,然后返回接收原先第二个参数的第二个函数。
在函数调用的过程中,就变为了两个函数连续调用的形式
def sum(a: Int, b: Int) = a + b 等价于 def sum3(a: Int)(b: Int) = a + b

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