Scala学习笔记05：函数

一、声明函数

函数其实是一段具有特定功能的代码的集合，由函数修饰符、函数名、函数参数列表、函数返回值声明与函数体组成。

1、显式声明函数

（1）声明格式

[public | private | protected] def 函数名(参数列表) : 返回值声明 = {函数体}

（2）注意事项

• 函数通过def关键字定义
• def前面可以具有修饰符，可以通过private、protected来控制其访问权限。注意默认访问权限是public
• 还可使用override、final等关键字修饰
• 函数体中return关键字往往可以省略掉，一旦省略掉，函数将会返回整个函数体中最后一行表达式的值，这也要求整个函数体的最后一行必须是正确类型的值的表达式
• scala一般都可以自动推断出返回值类型，所以通常返回值类型声明可以省略，但是注意，如果因为省略了返回值类型造成歧义，则一定要写上返回值声明
• 如果函数体只有一行内容，则包裹函数体的大括号可以省略
• 如果返回值类型是Unit，则另一种写法是可以去掉返回值类型和等号，把方法体写在花括号内，而这时方法内无论返回什么，返回值都是Unit

（3）案例演示

package net.hw.func

object FunctionDemo01 {
  def add1(a: Int, b: Int): Int = {
    return a + b
  }

  def add2(a: Int, b: Int): Int = {
    a + b
  }

  def add3(a: Int, b: Int) = {
    a + b
  }

  def add4(a: Int, b: Int) = a + b

  def add5(a: Int, b: Int) {
    println(a + " + " + b + " = " + (a + b))
  }

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val a = 100
    val b = 200
    println(a + " + " + b + " = " + add1(a, b))
    println(a + " + " + b + " = " + add2(a, b))
    println(a + " + " + b + " = " + add3(a, b))
    println(a + " + " + b + " = " + add4(a, b))
    add5(a, b)
  }
}

运行程序，结果如下：

2、隐式声明函数

（1）声明格式

(参数列表) => {函数体}

（2）注意事项

• 如果函数体只有一行，那么大括号可以省略
• 如果参数类型可以推测得知，那么参数列表中类型声明可以省略
• 如果函数参数列表中只有一个参数，在不会产生歧义的情况下，小括号可以省略

（3）案例演示

package net.hw.func

object FunctionDemo02 {
  val add1 = (a: Int, b: Int) => {a + b}
  val add2 = (a: Int, b: Int) => a + b
  val add3 = (n: Int) => n + 1

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val a = 100
    val b = 200
    println(a + " + " + b + " = " + add1(a, b))
    println(a + " + " + b + " = " + add2(a, b))
    println(a + " + " + 1 + " = " + add3(a))
  }
}

val add1 = (a: Int, b: Int) => {a + b}

功能：将函数直接量(a: Int, b: Int) => {a + b}赋给常量add1。

运行程序，结果如下：

二、Scala函数种类

1、成员方法

（1）基本概念

函数被使用在类的内部，作为类的一个成员，称为类的成员方法。

（2）案例演示

hello
I love scala
let's learn scala
scala is simple
scala is used widely
spark is written by scala
bye-bye, my friend

package net.hw.func

import scala.io.Source

/**
 * 功能：获取文件中长度超过15的行
 * 作者：华卫
 * 日期：2020年1月15日
 */
object FunctionDemo03 {
  def filter(line: String, len: Int): Boolean = {
    line.length > len
  }

  def getLinesFromFile(fpath: String, len: Int) = {
    val lines = Source.fromFile(fpath).getLines()
    for (line <- lines if filter(line, len)) yield line
  }

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val lines = getLinesFromFile("test.txt", 15)
    for (line <- lines) println(line + " " + line.length)
  }
}

运行程序，结果如下：

2、本地函数

（1）基本概念

函数内嵌的函数称为本地函数，这样的函数，只能在外部函数内部使用，外界无法访问。注意，Java是不允许函数嵌套的，但是Scala是允许的。

（2）案例演示

package net.hw.func

import scala.io.Source

/**
 * 功能：获取文件中长度超过15的行
 *      采用本地函数（嵌套函数）
 * 作者：华卫
 * 日期：2020年1月15日
 */
object FunctionDemo04 {
  def getLinesFromFile(fpath: String, len: Int) = {
    def filter(line: String, len: Int): Boolean = {
      line.length > len
    }
    val lines = Source.fromFile(fpath).getLines()
    for (line <- lines if filter(line, len)) yield line
  }

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val lines = getLinesFromFile("test.txt", 15)
    for (line <- lines) println(line + " " + line.length)
  }
}

函数filter就是函数getLinesFromFile的内嵌函数或本地函数，只能在getLinesFromFile函数内部使用，但是在main方法里是无法访问到filter函数的。

运行程序，结果如下：

3、匿名函数

（1）基本概念

函数在scala中是头等公民，这体现在函数可以任意赋值给变量或常量，甚至可当作方法的实参或当作方法的返回值。在Java中只有变量或常量才能这么去使用。将函数直接量赋值给一个常量或变量，得到就是一个函数值，在需要时可以通过这个函数值来调用方法本身。

（2）案例演示

package net.hw.func

object FunctionDemo05 {
  /**
   * 求和函数 - 显式函数
   */
  def sum(a: Int, b: Int): Int = a + b

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 直接调用显式函数
    val r = sum(100, 150)
    println("r = " + r)

    // 将函数赋值给常量
    val sum1 = sum(_, _)
    val r1 = sum1(100, 150)
    println("r1 = " + r1)

    // 将函数固定一个参数后赋值给常量
    val sum2 = sum(_: Int, 100)
    val r2 = sum2(150)
    println("r2 = " + r2)

    // 将隐式函数赋值给常量
    val sum3 = (a: Int, b: Int) => a + b
    val r3 = sum3(100, 150)
    println("r3 = " + r3)
  }
}

运行程序，结果如下：

4、高阶函数

（1）基本概念

函数可以作为另一个函数的参数被传递或作为另一个函数的返回值。

（2）案例演示

package net.hw.func

/**
 * 功能：演示函数作为函数的参数与返回值
 * 作者：华卫
 * 日期：2020年1月15日
 */
object FunctionDemo06 {
  def printStr:(String) => Unit = {
    x => println(x)
  }

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val cities = List("北京", "上海", "深圳", "泸州")
    cities.foreach(printStr)
  }
}

• 匿名函数x => println(x)作为函数printStr的返回值。
• 函数printStr作为列表对象cities的foreach方法的实参。

运行程序，结果如下：

package net.hw.func

/**
 * 功能：演示函数作为函数的返回值
 * 作者：华卫
 * 日期：2020年1月15日
 */
object FunctionDemo07 {
  def findRecipe(name: String): (String) => (String) = {
    if (name == "鸡肉") {
      (food: String) => {
        println("把" + food + "切丁，放在锅里烧，出锅")
        "美味的宫保鸡丁"
      }
    } else if (name == "鸭子") {
      (food: String) => {
        println("把" + food + "洗干净，放在火上好，烤熟")
        "美味的北京烤鸭"
      }
    } else {
      (food: String) => {
        println("把" + food + "洗净，放在锅里烧，烧熟")
        "美味的食物"
      }
    }
  }

  def cook(food: String): String = {
    val recipe = findRecipe(food)
    recipe(food);
  }

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    cook("鸡肉")
  }
}

运行程序，结果如下：

三、神奇的占位符

1、基本概念

Scala中的下划线_是一个神奇的占位符，可以用它当作一个或多个参数来使用。可以使用下划线_占位符的前提要求是每个参数在函数直接量中仅出现一次，满足条件的情况下，可以去掉参数的说明，直接在函数体中使用下划线即可。使用下划线时，如果类型可以自动推断出，则不用声明类型，如果无法自动推断类型，则在下划线后自己来显式声明类型即可。

2、案例演示

（1）过滤集合

package net.hw.ph

object PlaceHolderDemo01 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val list = List(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10)

    println(list.filter((num: Int) => {
      num % 2 == 0
    }))
    
    println(list.filter(_ % 2 == 0))
  }
}

运行程序，结果如下：

（2）处理集合

package net.hw.ph

object PlaceHolderDemo02 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val list = List(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)

    list.foreach((x: Int) => {
      print((x * 10) + "\t")
    })
    println()

    println(list.map((x: Int) => {
      x * 10
    }))

    println(list.map(_ * 10))
  }
}

运行程序，结果如下：

（3）参数占位符

package net.hw.ph

object PlaceHolderDemo03 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    def sum(a: Int, b: Int, c: Int): Int = a + b + c

    // 直接调用原函数
    println("sum = " + sum(3, 4, 5))

    // 全部参数使用占位符
    val sum1 = sum(_, _, _)
    println("sum1 = " + sum1(3, 4, 5))
    var sum2 = sum _
    println("sum2 = " + sum2(3, 4, 5))

    // 部分参数使用占位符
    val sum3 = sum(_, 4, _)
    println("sum3 = " + sum3(3, 5))
  }
}

运行程序，结果如下：

四、闭包

1、基本概念

如果在函数定义时，如果用到了上下文中的变量，则函数的具体执行将会和该变量的值具有了相关性，即这个函数包含了外部该变量的引用，这个过程称之为函数的闭包。这种情况下，变量值的变化将会影响函数的执行，同样函数执行的过程中改变了变量的值，也会影响其他位置对变量的使用。甚至在一些极端情况下，变量所在的环境已经被释放，但是由于函数中包含对它的引用，变量依然会存在，阻止了对象的释放，造成内存泄露的问题。所以闭包不是一项技术，而是一种现象。

2、案例演示

package net.hw.closure

object ClosureDemo01 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    var x = 100

    def sum(n: Int): Int = {
      var sum = 0
      var flag = true
      for (i <- 1 to n if flag) {
        sum = sum + i
        if (x > 50) {
          flag = false
        }
      }
      x = 0
      sum
    }

    println("x = " + x)
    println("sum = " + sum(100))
    println("x = " + x)

    x = 25
    println("x = " + x)
    println("sum = " + sum(100))
    println("x = " + x)
  }
}

运行程序，结果如下：

五、可变参数

1、基本概念

在scala中，可以指明函数的最后一个参数是重复的。从而允许客户向函数传入可变参数的列表。想要标注一个重复参数，可以在参数的类型之后放一个星号。

def echo(args :String *) = for (arg <- args) println(arg)

调用：echo("aaa","bbb","ccc")或echo("泸州","成都","北京", "上海")
在函数内部，重复参数(可变参数)的类型是声明参数类型的数组。

2、案例演示

package net.hw.varargs

object VarArgsDemo {
  def sum(nums: Int*): Int = {
    var sum = 0
    for (num <- nums) {
      sum = sum + num
    }
    sum
  }

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    println(sum(1))
    println(sum(1, 2))
    println(sum(1, 2, 3))
    println(sum(1, 2, 3, 4))
    println(sum(1, 2, 3, 4, 5))
    println(sum(1, 2, 3, 4, 5, 6))
    println(sum(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7))
  }
}

运行程序，结果如下：

六、尾递归

1、基本概念

scala中为了避免使用while循环需要用递归。如果在递归时，保证函数体的最后一行为调用自己的代码，则称这样的递归为尾递归，scala会优化它 来大大提高其性能。

2、案例演示

package net.hw.tr

object TailRecursive {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    def fx(x: Int, sum: Int): Int = {
      if (sum > 50) sum
      else if (x >= 100) sum
      else if (x % 2 == 0) {
        println("O(∩_∩)O哈哈~" + (x + 1))
        fx(x + 1, sum)
      } else {
        fx(x + 1, sum + x)
      }
    }
    println(fx(0, 0))
  }
}

运行程序，结果如下：