Spark记录-Scala函数与闭包

函数声明

Scala函数声明具有以下形式 -

def functionName ([list of parameters]) : [return type]

Scala

如果不使用等号和方法体，则隐式声明抽象(abstract)方法。

函数定义

Scala函数定义具有以下形式 -

语法

def functionName ([list of parameters]) : [return type] = {
   function body
   return [expr]
}

Scala

这里，返回类型可以是任何有效的Scala数据类型，参数列表将是由逗号分隔的变量列表，参数列表和返回类型是可选的。与Java非常相似，返回语句可以与表达式一起使用，以防函数返回值。 以下是将两个整数相加并返回其总和的函数，

语法

object add {
   def addInt( a:Int, b:Int ) : Int = {
      var sum:Int = 0
      sum = a + b
      return sum
   }
}

Scala

一个不返回任何东西的函数可以返回一个类似在Java中的void类型，并表示该函数不返回任何内容。 在Scala中不返回任何东西的函数称为过程。

语法

object Hello{
   def printMe( ) : Unit = {
      println("Hello, Scala!")
   }
}

Scala

调用函数

Scala为调用方法提供了许多句法变体。以下是调用方法的标准方法 -

functionName( list of parameters )

Scala

如果使用对象的实例调用函数，那么可使用与Java类似的点符号，如下所示：

[instance.]functionName( list of parameters )

Scala

尝试以下示例程序来定义并调用相同的函数 -

示例 -

object Demo {
   def main(args: Array[String]) {
      println( "Returned Value : " + addInt(5,7) );
   }

   def addInt( a:Int, b:Int ) : Int = {
      var sum:Int = 0
      sum = a + b

      return sum
   }
}

Scala

将上述程序保存在源文件：Demo.scala中，使用以下命令编译和执行此程序。

Scala函数是Scala编程的核心，因此Scala被认为是函数式编程语言。以下是与Scala函数相关的几个重要概念，Scala程序员应该要理解。

Scala按名称调用函数

object Demo {
   def main(args: Array[String]) {
        delayed(time());
   }

   def time() = {
      println("Getting time in nano seconds")
      System.nanoTime
   }
   def delayed( t: => Long ) = {
      println("In delayed method")
      println("Param: " + t)
   }
}

Scala命名参数的函数

在正常的函数调用中，调用的参数按照被调用函数定义的参数顺序逐个匹配。命名参数允许您以不同的顺序将参数传递给函数。语法只是每个参数前面都有一个参数名称和一个等号。

尝试以下程序，它是一个简单的例子来显示具有命名参数的函数。

object Demo {
   def main(args: Array[String]) {
      printInt(b = 5, a = 7);
   }

   def printInt( a:Int, b:Int ) = {
      println("Value of a : " + a );
      println("Value of b : " + b );
   }
}

Scala

将上述程序保存在源文件：Demo.scala中，使用以下命令编译和执行此程序。

Scala可变参数的函数

Scala允许指定函数的最后一个参数可重复。 这允许客户端将可变长度参数列表传递给函数。 这里，打印字符串函数里面的args类型，被声明为类型String *，实际上是Array [String]。

尝试以下程序，这是一个简单的例子来演示如何使用带有可变参数的函数。

object Demo {
   def main(args: Array[String]) {
      printStrings("Hello", "Scala", "Python");
   }

   def printStrings( args:String* ) = {
      var i : Int = 0;

      for( arg <- args ){
         println("Arg value[" + i + "] = " + arg );
         i = i + 1;
      }
   }
}

Scala递归函数

递归在纯功能编程中起着重要作用，Scala支持递归函数。 递归表示一个函数可以重复调用自身。

尝试以下程序，它是一个很好的递归示例，它计算给定参数(数字)的阶乘。

示例

object Demo {
   def main(args: Array[String]) {
      for (i <- 1 to 10)
         println( "Factorial of " + i + ": = " + factorial(i) )
   }

   def factorial(n: BigInt): BigInt = {  
      if (n <= 1)
         1  
      else    
      n * factorial(n - 1)
   }
}

Scala递归函数

Scala允许您指定函数参数的默认值。 这样一个参数可以从函数调用中选择性地省略，在这种情况下，相应的参数值将使用默认值。如果指定其中一个参数，则使用该参数将传递第一个参数，第二个参数将从默认值中获取。

尝试以下示例，它是为函数指定默认参数的示例 -

示例

object Demo {
   def main(args: Array[String]) {
      println( "Returned Value : " + addInt() );
   }

   def addInt( a:Int = 5, b:Int = 7 ) : Int = {
      var sum:Int = 0
      sum = a + b

      return sum
   }
}

Scala高阶函数

Scala允许定义高阶函数。它是将其他函数作为参数或其结果是函数的函数。

尝试以下示例程序，apply()函数接受另一个函数f和值v，并将函数f应用于v。

示例

object Demo {
   def main(args: Array[String]) {
      println( apply( layout, 10) )
   }

   def apply(f: Int => String, v: Int) = f(v)

   def layout[A](x: A) = "[" + x.toString() + "]"
}

Scala嵌套函数

Scala允许您定义函数内部的函数，而在其他函数中定义的函数称为局部函数。这是一个阶乘计算器的实现，我们使用传统的技术来调用第二个嵌套方法来完成工作。

尝试以下程序来了解如何实现嵌套函数。

示例

object Demo {
   def main(args: Array[String]) {
      println( factorial(0) )
      println( factorial(1) )
      println( factorial(2) )
      println( factorial(3) )
   }

   def factorial(i: Int): Int = {
      def fact(i: Int, accumulator: Int): Int = {
         if (i <= 1)
            accumulator
         else
            fact(i - 1, i * accumulator)
      }
      fact(i, 1)
   }
}

Scala匿名函数

Scala提供了一个相对轻量级的语法来定义匿名函数。源代码中的匿名函数称为函数文字，在运行时，函数文字被实例化为称为函数值的对象。

Scala支持一级函数，函数可以用函数文字语法表达，即(x：Int)=> x + 1，该函数可以由一个叫作函数值的对象来表示。

尝试以下表达式，它为整数创建一个后继函数 -

var inc = (x:Int) => x+1

Scala

变量inc现在是一种可以像函数那样使用的函数 -

var x = inc(7)-1

Scala

还可以如下定义具有多个参数的函数：

var mul = (x: Int, y: Int) => x*y

Scala

变量mul现在是可以像函数那样使用的函数 -

println(mul(3, 4))

Scala

也可以定义不带参数的函数，如下所示：

var userDir = () => { System.getProperty("user.dir") }

Scala

变量userDir现在是可以像函数那样使用的函数 -

println( userDir )

Scala部分应用函数

当在调用一个函数时，把这个函数应用到参数中。 如果您传递所有预期的参数，则表示您已完全应用它。 如果只传递几个参数并不是全部参数，那么将返回部分应用的函数。这样就可以方便地绑定一些参数，其余的参数可稍后填写补上。

尝试以下，下面是一个简单的示例程序用来演示如何使用部分应用函数 -

import java.util.Date

object Demo {
   def main(args: Array[String]) {
      val date = new Date
      log(date, "message1" )

      Thread.sleep(1000)
      log(date, "message2" )

      Thread.sleep(1000)
      log(date, "message3" )
   }

   def log(date: Date, message: String)  = {
      println(date + "----" + message)
   }
}

Scala

将上述程序保存在源文件：Demo.scala 中，使用以下命令编译和执行此程序。

D:/> scalac Demo.scala
D:/> scala Demo

Mon Dec 02 12:52:41 CST 2018----message1
Mon Dec 02 12:52:41 CST 2018----message2
Mon Dec 02 12:52:41 CST 2018----message3

Scala

这里，log()方法有两个参数：date和message。 我们想要多次调用该方法，具有相同的日期值，但不同的消息值。可以通过将参数部分地应用到log()方法来消除将日期传递给每个调用的干扰。为此，首先将值绑定到date参数，并将第二个参数绑定到其位置。 结果是存储在变量中的部分应用函数。

尝试以下示例程序以仅使用未绑定的参数消息来调用此新方法。

import java.util.Date

object Demo {
   def main(args: Array[String]) {
      val date = new Date
      val logWithDateBound = log(date, _ : String)

      logWithDateBound("message1" )
      Thread.sleep(1000)

      logWithDateBound("message2" )
      Thread.sleep(1000)

      logWithDateBound("message3" )
   }

   def log(date: Date, message: String) = {
      println(date + "----" + message)
   }
}

Scala

将上述程序保存在源文件：Demo.scala中，使用以下命令来编译和执行此程序。

D:>scalac Demo.scala
D:>scala Demo

Mon Dec 02 12:53:56 CST 2018----message1
Mon Dec 02 12:53:56 CST 2018----message2
Mon Dec 02 12:53:56 CST 2018----message3

Scala柯里化函数

柯里化(Currying)函数是一个带有多个参数，并引入到一个函数链中的函数，每个函数都使用一个参数。 柯里化(Currying)函数用多个参数表定义，如下所示：

def strcat(s1: String)(s2: String) = s1 + s2

Scala

或者，还可以使用以下语法定义柯里化(Currying)函数 -

def strcat(s1: String) = (s2: String) => s1 + s2

Scala

以下是调用柯里化(Currying)函数的语法 -

strcat("foo")("bar")

Scala

您可以根据需要在柯里化(Currying)函数上定义两个以上的参数。尝试下面一个简单的示例程序用来了解如何使用柯里化(Currying)函数 -

object Demo {
   def main(args: Array[String]) {
      val str1:String = "Hello, "
      val str2:String = "Scala!"

      println( "str1 + str2 = " +  strcat(str1)(str2) )
   }

   def strcat(s1: String)(s2: String) = {
      s1 + s2
   }
}

Scala

将上述程序保存在源文件：Demo.scala 中，使用以下命令编译和执行此程序。

D:> scalac Demo.scala
D:> scala Demo

str1 + str2 = Hello, Scala!

Scala闭包

闭包是一个函数，它返回值取决于在此函数之外声明的一个或多个变量的值。

以下代码是一个匿名函数。

val multiplier = (i:Int) => i * 10

Scala

这里，函数体i * 10中使用的唯一变量是i，它被定义为该函数的一个参数。尝试以下代码 -

val multiplier = (i:Int) => i * factor

Scala

乘数有两个自由变量：i和factor。i是函数的一个正式参数。 因此，每当调用乘数时，它必然会有一个新的值。然而，factor不是一个正式的参数，那这是什么呢？ 再增加一行代码。

var factor = 3
val multiplier = (i:Int) => i * factor

Scala

现在factor参考了函数之外的变量，但是在闭合的范围内。函数引用factor，每次读取其当前值。 如果函数没有外部引用，那么它本身就会被简单地关闭，不需要外部上下文。

请尝试以下示例程序 -

object Demo {
   def main(args: Array[String]) {
      println( "multiplier(1) value = " +  multiplier(1) )
      println( "multiplier(2) value = " +  multiplier(2) )
   }
   var factor = 3
   val multiplier = (i:Int) => i * factor
}

Scala

将上述程序保存在源代码：Demo.scala中，使用以下命令编译和执行此程序。

D:>scalac Demo.scala
D:>scala Demo

multiplier(1) value = 3
multiplier(2) value = 6