scala基础一
1 目标
目标1：（初级）熟练使用scala编写Spark程序
目标2：（中级）动手编写一个简易Spark通信框架
目标3：（高级）为阅读Spark内核源码做准备2 Scala概述
2.1什么是Scala
Scala是一种多范式的编程语言，其设计的初衷是要集成面向对象编程和函数式编程的各种特性。Scala运行于Java平台（Java虚拟机），并兼容现有的Java程序。
2.2
1. 优雅：这是框架设计师第一个要考虑的问题，框架的用户是应用开发程序员，API是否优雅直接影响用户体验。
2. 速度快：Scala语言表达能力强，一行代码抵得上Java多行，开发速度快；Scala是静态编译的，所以和JRuby,Groovy比起来速度会快很多。
3. 能融合到Hadoop生态圈：Hadoop现在是大数据事实标准，Spark并不是要取代Hadoop，而是要完善Hadoop生态。JVM语言大部分可能会想到Java，但Java做出来的API太丑，或者想实现一个优雅的API太费劲。 3 Scala编译器安装
3.1. 安装JDK
因为Scala是运行在JVM平台上的，所以安装Scala之前要安装JDK
3.2. 安装Scala
3.2.1. Windows安装Scala编译器
访问Scala官网http://www.scala-lang.org/下载Scala编译器安装包，目前最新版本是2.12.x，但是目前大多数的框架都是用2.10.x编写开发的，所以这里推荐2.10.x版本，下载scala-2.10.6.msi后点击下一步就可以了
3.2.2. Linux安装Scala编译器
下载Scala地址http://downloads.typesafe.com/scala/2.10.6/scala-2.10.6.tgz然后解压Scala到指定目录
tar -zxvf scala-2.10.6.tgz -C /usr/java
配置环境变量，将scala加入到PATH中
vi /etc/profile
export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.7.0_45
export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin:/usr/java/scala-2.10.6/bin4 Scala基础
4.1 声明变量
package cn.itcast.scala
/**
* Created by ZX on 2015/11/6.
*/
object VariableDemo {
def main(args: Array[String]) {
//使用val定义的变量值是不可变的，相当于java里用final修饰的变量
val i = 1
//使用var定义的变量是可变得，在Scala中鼓励使用val
var s = "hello"
//Scala编译器会自动推断变量的类型，必要的时候可以指定类型
//变量名在前，类型在后
val str: String = "itcast"
}
}4.2. 常用类型
Scala和Java一样，有7种数值类型Byte、Char、Short、Int、Long、Float和Double（无包装类型）和一个Boolean类型
4.3. 条件表达式
Scala的的条件表达式比较简洁，例如
package cn.itcast.scala
/**
* Created by ZX on 2015/11/7.
*/
object ConditionDemo {
def main(args: Array[String]) {
val x = 1
//判断x的值，将结果赋给y
val y = if (x > 0) 1 else -1
//打印y的值
println(y)
//支持混合类型表达式
val z = if (x > 1) 1 else "error"
//打印z的值
println(z)
//如果缺失else，相当于if (x > 2) 1 else ()
val m = if (x > 2) 1
println(m)
//在scala中每个表达式都有值，scala中有个Unit类，写做(),相当于Java中的void
val n = if (x > 2) 1 else ()
println(n)
//if和else if
val k = if (x < 0) 0
else if (x >= 1) 1 else -1
println(k)
}
}
4.4 块表达式
package cn.itcast.scala
/**
* Created by ZX on 2015/11/7.
*/
object BlockExpressionDemo {
def main(args: Array[String]) {
val x = 0
//在scala中{}中课包含一系列表达式，块中最后一个表达式的值就是块的值
//下面就是一个块表达式
val result = {
if (x < 0){
-1
} else if(x >= 1) {
1
} else {
"error"
}
}
//result的值就是块表达式的结果
println(result)
}
}4.5. 循环
在scala中有for循环和while循环，用for循环比较多
for循环语法结构：for (i <- 表达式/数组/集合)
package cn.itcast.scala
/**
* Created by ZX on 2015/11/7.
*/
object ForDemo {
def main(args: Array[String]) {
//for(i <- 表达式),表达式1 to 10返回一个Range（区间）
//每次循环将区间中的一个值赋给i
for (i <- 1 to 10)
println(i)
//for(i <- 数组)
val arr = Array("a", "b", "c")
for (i <- arr)
println(i)
//高级for循环
//每个生成器都可以带一个条件，注意：if前面没有分号
for(i <- 1 to 3; j <- 1 to 3 if i != j)
print((10 * i + j) + " ")
println()
//for推导式：如果for循环的循环体以yield开始，则该循环会构建出一个集合
//每次迭代生成集合中的一个值
val v = for (i <- 1 to 10) yield i * 10
println(v)
}
}4.6. 调用方法和函数
Scala中的+ - * / %等操作符的作用与Java一样，位操作符 & | ^ >> <<也一样。只是有
一点特别的：这些操作符实际上是方法。例如：
a + b
是如下方法调用的简写：
a. +(b)
a 方法 b可以写成 a.方法(b)
4.7定义方法和函数
4.7.1定义方法
方法的返回值类型可以不写，编译器可以自动推断出来，但是对于递归函数，必须指定返回类型
4.7.2定义函数
4.7.3方法和函数的区别
在函数式编程语言中，函数是“头等公民”，它可以像任何其他数据类型一样被传递和操作
案例：首先定义一个方法，再定义一个函数，然后将函数传递到方法里面
package cn.itcast.scala
/**
* Created by ZX on 2015/11/11.
*/
object MethodAndFunctionDemo {
//定义一个方法
//方法m2参数要求是一个函数，函数的参数必须是两个Int类型
//返回值类型也是Int类型
def m1(f: (Int, Int) => Int) : Int = {
f(2, 6)
}
//定义一个函数f1，参数是两个Int类型，返回值是一个Int类型
val f1 = (x: Int, y: Int) => x + y
//再定义一个函数f2
val f2 = (m: Int, n: Int) => m * n
//main方法
def main(args: Array[String]) {
//调用m1方法，并传入f1函数
val r1 = m1(f1)
println(r1)
//调用m1方法，并传入f2函数
val r2 = m1(f2)
println(r2)
}
}4.7.4将方法转换成函数（神奇的下划线）
5 数组、映射、元组、集合
5.1数组
5.1.1定长数组和变长数组
package cn.itcast.scala
import scala.collection.mutable.ArrayBuffer
/**
* Created by ZX on 2015/11/11.
*/
object ArrayDemo {
def main(args: Array[String]) {
//初始化一个长度为8的定长数组，其所有元素均为0
val arr1 = new Array[Int](8)
//直接打印定长数组，内容为数组的hashcode值
println(arr1)
//将数组转换成数组缓冲，就可以看到原数组中的内容了
//toBuffer会将数组转换长数组缓冲
println(arr1.toBuffer)
//注意：如果new，相当于调用了数组的apply方法，直接为数组赋值
//初始化一个长度为1的定长数组
val arr2 = Array[Int](10)
println(arr2.toBuffer)
//定义一个长度为3的定长数组
val arr3 = Array("hadoop", "storm", "spark")
//使用()来访问元素
println(arr3(2))
//////////////////////////////////////////////////
//变长数组（数组缓冲）
//如果想使用数组缓冲，需要导入import scala.collection.mutable.ArrayBuffer包
val ab = ArrayBuffer[Int]()
//向数组缓冲的尾部追加一个元素
//+=尾部追加元素
ab += 1
//追加多个元素
ab += (2, 3, 4, 5)
//追加一个数组++=
ab ++= Array(6, 7)
//追加一个数组缓冲
ab ++= ArrayBuffer(8,9)
//打印数组缓冲ab
//在数组某个位置插入元素用insert
ab.insert(0, -1, 0)
//删除数组某个位置的元素用remove
ab.remove(8, 2)
println(ab)
}
}5.1.2遍历数组
1.增强for循环
2.好用的until会生成脚标，0 until 10 包含0不包含10
package cn.itcast.scala
/**
* Created by ZX on 2015/11/12.
*/
object ForArrayDemo {
def main(args: Array[String]) {
//初始化一个数组
val arr = Array(1,2,3,4,5,6,7,8)
//增强for循环
for(i <- arr)
println(i)
//好用的until会生成一个Range
//reverse是将前面生成的Range反转
for(i <- (0 until arr.length).reverse)
println(arr(i))
}
}5.1.3. 数组转换
yield关键字将原始的数组进行转换会产生一个新的数组，原始的数组不变
package cn.itcast.scala
/**
* Created by ZX on 2015/11/12.
*/
object ArrayYieldDemo {
def main(args: Array[String]) {
//定义一个数组
val arr = Array(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)
//将偶数取出乘以10后再生成一个新的数组
val res = for (e <- arr if e % 2 == 0) yield e * 10
println(res.toBuffer)
//更高级的写法,用着更爽
//filter是过滤，接收一个返回值为boolean的函数
//map相当于将数组中的每一个元素取出来，应用传进去的函数
val r = arr.filter(_ % 2 == 0).map(_ * 10)
println(r.toBuffer)
}
}5.1.4. 数组常用算法
在Scala中，数组上的某些方法对数组进行相应的操作非常方便！
5.2. 映射
在Scala中，把哈希表这种数据结构叫做映射
5.2.1 构建映射
5.2.2获取和修改映射中的值
好用的getOrElse
注意：在Scala中，有两种Map，一个是immutable包下的Map，该Map中的内容不可变；另一个是mutable包下的Map，该Map中的内容可变
注意：通常我们在创建一个集合是会用val这个关键字修饰一个变量（相当于java中的final），那么就意味着该变量的引用不可变，该引用中的内容是不是可变，取决于这个引用指向的集合的类型
5.3. 元组
映射是K/V对偶的集合，对偶是元组的最简单形式，元组可以装着多个不同类型的值。
5.3.1创建元组
5.3.2获取元组中的值
5.3.3将对偶的集合转换成映射
5.3.4拉链操作
注意：如果两个数组的元素个数不一致，拉链操作后生成的数组的长度为较小的那个数组的元素个数
5.4. 集合
Scala的集合有三大类：序列Seq、集Set、映射Map，所有的集合都扩展自Iterable特质
在Scala中集合有可变（mutable）和不可变（immutable）两种类型，immutable类型的集合初始化后就不能改变了（注意与val修饰的变量进行区别）
5.4.1. 序列
不可变的序列 import scala.collection.immutable._
在Scala中列表要么为空（Nil表示空列表）要么是一个head元素加上一个tail列表。
9 :: List(5, 2) :: 操作符是将给定的头和尾创建一个新的列表
注意：:: 操作符是右结合的，如9 :: 5 :: 2 :: Nil相当于 9 :: (5 :: (2 :: Nil))
package cn.itcast.collect
object ImmutListDemo {
def main(args: Array[String]) {
//创建一个不可变的集合
val lst1 = List(1,2,3)
//将0插入到lst1的前面生成一个新的List
val lst2 = 0 :: lst1
val lst3 = lst1.::(0)
val lst4 = 0 +: lst1
val lst5 = lst1.+:(0)
//将一个元素添加到lst1的后面产生一个新的集合
val lst6 = lst1 :+ 3
val lst0 = List(4,5,6)
//将2个list合并成一个新的List
val lst7 = lst1 ++ lst0
//将lst1插入到lst0前面生成一个新的集合
val lst8 = lst1 ++: lst0
//将lst0插入到lst1前面生成一个新的集合
val lst9 = lst1.:::(lst0)
println(lst9)
}
}可变的序列 import scala.collection.mutable._
package cn.itcast.collect
import scala.collection.mutable.ListBuffer
object MutListDemo extends App{
//构建一个可变列表，初始有3个元素1,2,3
val lst0 = ListBuffer[Int](1,2,3)
//创建一个空的可变列表
val lst1 = new ListBuffer[Int]
//向lst1中追加元素，注意：没有生成新的集合
lst1 += 4
lst1.append(5)
//将lst1中的元素最近到lst0中， 注意：没有生成新的集合
lst0 ++= lst1
//将lst0和lst1合并成一个新的ListBuffer 注意：生成了一个集合
val lst2= lst0 ++ lst1
//将元素追加到lst0的后面生成一个新的集合
val lst3 = lst0 :+ 5
}5.5. Set
不可变的Set
package cn.itcast.collect
import scala.collection.immutable.HashSet
object ImmutSetDemo extends App{
val set1 = new HashSet[Int]()
//将元素和set1合并生成一个新的set，原有set不变
val set2 = set1 + 4
//set中元素不能重复
val set3 = set1 ++ Set(5, 6, 7)
val set0 = Set(1,3,4) ++ set1
println(set0.getClass)
}可变的Set
package cn.itcast.collect
import scala.collection.mutable
object MutSetDemo extends App{
//创建一个可变的HashSet
val set1 = new mutable.HashSet[Int]()
//向HashSet中添加元素
set1 += 2
//add等价于+=
set1.add(4)
set1 ++= Set(1,3,5)
println(set1)
//删除一个元素
set1 -= 5
set1.remove(2)
println(set1)
}5.6 Map
package cn.itcast.collect
import scala.collection.mutable
object MutMapDemo extends App{
val map1 = new mutable.HashMap[String, Int]()
//向map中添加数据
map1("spark") = 1
map1 += (("hadoop", 2))
map1.put("storm", 3)
println(map1)
//从map中移除元素
map1 -= "spark"
map1.remove("hadoop")
println(map1)
}6. 类、对象、继承、特质
Scala的类与Java、C++的类比起来更简洁，学完之后你会更爱Scala！！！
6.1. 类
6.1.1. 类的定义
//在Scala中，类并不用声明为public。
//Scala源文件中可以包含多个类，所有这些类都具有公有可见性。
class Person {
//用val修饰的变量是只读属性，有getter但没有setter
//（相当与Java中用final修饰的变量）
val id = "9527"
//用var修饰的变量既有getter又有setter
var age: Int = 18
//类私有字段,只能在类的内部使用
private var name: String = "唐伯虎"
//对象私有字段,访问权限更加严格的，Person类的方法只能访问到当前对象的字段
private[this] val pet = "小强"
}6.1.2. 构造器
注意：主构造器会执行类定义中的所有语句
/**
*每个类都有主构造器，主构造器的参数直接放置类名后面，与类交织在一起
*/
class Student(val name: String, val age: Int){
//主构造器会执行类定义中的所有语句
println("执行主构造器")
try {
println("读取文件")
throw new IOException("io exception")
} catch {
case e: NullPointerException => println("打印异常Exception : " + e)
case e: IOException => println("打印异常Exception : " + e)
} finally {
println("执行finally部分")
}
private var gender = "male"
//用this关键字定义辅助构造器
def this(name: String, age: Int, gender: String){
//每个辅助构造器必须以主构造器或其他的辅助构造器的调用开始
this(name, age)
println("执行辅助构造器")
this.gender = gender
}
}
/**
*构造器参数可以不带val或var，如果不带val或var的参数至少被一个方法所使用，
*那么它将会被提升为字段
*/
//在类名后面加private就变成了私有的
class Queen private(val name: String, prop: Array[String], private var age: Int = 18){
println(prop.size)
//prop被下面的方法使用后，prop就变成了不可变得对象私有字段，等同于private[this] val prop
//如果没有被方法使用该参数将不被保存为字段，仅仅是一个可以被主构造器中的代码访问的普通参数
def description = name + " is " + age + " years old with " + prop.toBuffer
}
object Queen{
def main(args: Array[String]) {
//私有的构造器，只有在其伴生对象中使用
val q = new Queen("hatano", Array("蜡烛", "皮鞭"), 20)
println(q.description())
}
}6.2. 对象
6.2.1. 单例对象
在Scala中没有静态方法和静态字段，但是可以使用object这个语法结构来达到同样的目的
1. 存放工具方法和常量
2. 高效共享单个不可变的实例
3. 单例模式
package cn.itcast.scala
import scala.collection.mutable.ArrayBuffer
/**
* Created by ZX on 2015/11/14.
*/
object SingletonDemo {
def main(args: Array[String]) {
//单例对象，不需要new，用【类名.方法】调用对象中的方法
val session = SessionFactory.getSession()
println(session)
}
}
object SessionFactory{
//该部分相当于java中的静态块
var counts = 5
val sessions = new ArrayBuffer[Session]()
while(counts > 0){
sessions += new Session
counts -= 1
}
//在object中的方法相当于java中的静态方法
def getSession(): Session ={
sessions.remove(0)
}
}
class Session{
}6.2.2. 伴生对象
在Scala的类中，与类名相同的对象叫做伴生对象，类和伴生对象之间可以相互访问私有的方法和属性
package cn.itcast.scala
/**
* Created by ZX on 2015/11/14.
*/
class Dog {
val id = 1
private var name = "itcast"
def printName(): Unit ={
//在Dog类中可以访问伴生对象Dog的私有属性
println(Dog.CONSTANT + name )
}
}
/**
* 伴生对象
*/
object Dog {
//伴生对象中的私有属性
private val CONSTANT = "汪汪汪 : "
def main(args: Array[String]) {
val p = new Dog
//访问私有的字段name
p.name = "123"
p.printName()
}
}6.2.3. apply方法
通常我们会在类的伴生对象中定义apply方法，当遇到类名(参数1,…参数n)时apply方法会被调用
package cn.itcast.scala
/**
* Created by ZX on 2015/11/14.
*/
object ApplyDemo {
def main(args: Array[String]) {
//调用了Array伴生对象的apply方法
//def apply(x: Int, xs: Int*): Array[Int]
//arr1中只有一个元素5
val arr1 = Array(5)
println(arr1.toBuffer)
//new了一个长度为5的array，数组里面包含5个null
var arr2 = new Array(5)
}
}6.2.4. 应用程序对象
Scala程序都必须从一个对象的main方法开始，可以通过扩展App特质，不写main方法。
package cn.itcast.scala
/**
* Created by ZX on 2015/11/14.
*/
object AppObjectDemo extends App{
//不用写main方法
println("I love you Scala")
}6.3. 继承
6.3.1. 扩展类
在Scala中扩展类的方式和Java一样都是使用extends关键字
6.3.2. 重写方法
在Scala中重写一个非抽象的方法必须使用override修饰符
6.3.3类型检查和转换
Scala Java
obj.isInstanceOf[C] obj instanceof C
obj.asInstanceOf[C] (C)obj
classOf[C] C.class6.3.4超类的构造
package cn.itcast.scala
/**
* Created by ZX on 2015/11/10.
*/
object ClazzDemo {
def main(args: Array[String]) {
//val h = new Human
//println(h.fight)
}
}
trait Flyable{
def fly(): Unit ={
println("I can fly")
}
def fight(): String
}
abstract class Animal {
def run(): Int
val name: String
}
class Human extends Animal with Flyable{
val name = "abc"
//打印几次"ABC"?
val t1,t2,(a, b, c) = {
println("ABC")
(1,2,3)
}
println(a)
println(t1._1)
//在Scala中重写一个非抽象方法必须用override修饰
override def fight(): String = {
"fight with 棒子"
}
//在子类中重写超类的抽象方法时，不需要使用override关键字，写了也可以
def run(): Int = {
1
}
}7 模式匹配和样例类
Scala有一个十分强大的模式匹配机制，可以应用到很多场合：如switch语句、类型检查等。
并且Scala还提供了样例类，对模式匹配进行了优化，可以快速进行匹配
7.1匹配字符串
package cn.itcast.cases
import scala.util.Random
object CaseDemo01 extends App{
val arr = Array("YoshizawaAkiho", "YuiHatano", "AoiSola")
val name = arr(Random.nextInt(arr.length))
name match {
case "YoshizawaAkiho" => println("吉泽老师...")
case "YuiHatano" => println("波多老师...")
case _ => println("真不知道你们在说什么...")
}
}7.2匹配类型
package cn.itcast.cases
import scala.util.Random
object CaseDemo01 extends App{
//val v = if(x >= 5) 1 else if(x < 2) 2.0 else "hello"
val arr = Array("hello", 1, 2.0, CaseDemo)
val v = arr(Random.nextInt(4))
println(v)
v match {
case x: Int => println("Int " + x)
case y: Double if(y >= 0) => println("Double "+ y)
case z: String => println("String " + z)
case _ => throw new Exception("not match exception")
}
}注意：case y: Double if(y >= 0) => …
模式匹配的时候还可以添加守卫条件。如不符合守卫条件，将掉入case _中
7.3匹配数组、元组
package cn.itcast.cases
object CaseDemo03 extends App{
val arr = Array(1, 3, 5)
arr match {
case Array(1, x, y) => println(x + " " + y)
case Array(0) => println("only 0")
case Array(0, _*) => println("0 ...")
case _ => println("something else")
}
val lst = List(3, -1)
lst match {
case 0 :: Nil => println("only 0")
case x :: y :: Nil => println(s"x: $x y: $y")
case 0 :: tail => println("0 ...")
case _ => println("something else")
}
val tup = (2, 3, 7)
tup match {
case (1, x, y) => println(s"1, $x , $y")
case (_, z, 5) => println(z)
case _ => println("else")
}
}注意：在Scala中列表要么为空（Nil表示空列表）要么是一个head元素加上一个tail列表。
9 :: List(5, 2) :: 操作符是将给定的头和尾创建一个新的列表
注意：:: 操作符是右结合的，如9 :: 5 :: 2 :: Nil相当于 9 :: (5 :: (2 :: Nil))
7.4. 样例类
在Scala中样例类是一中特殊的类，可用于模式匹配。case class是多例的，后面要跟构造参数，case object是单例的
package cn.itcast.cases
import scala.util.Random
case class SubmitTask(id: String, name: String)
case class HeartBeat(time: Long)
case object CheckTimeOutTask
object CaseDemo04 extends App{
val arr = Array(CheckTimeOutTask, HeartBeat(12333), SubmitTask("0001", "task-0001"))
arr(Random.nextInt(arr.length)) match {
case SubmitTask(id, name) => {
println(s"$id, $name")//前面需要加上s, $id直接取id的值
}
case HeartBeat(time) => {
println(time)
}
case CheckTimeOutTask => {
println("check")
}
}
}7.5. Option类型
在Scala中Option类型样例类用来表示可能存在或也可能不存在的值(Option的子类有Some和None)。Some包装了某个值，None表示没有值
package cn.itcast.cases
object OptionDemo {
def main(args: Array[String]) {
val map = Map("a" -> 1, "b" -> 2)
val v = map.get("b") match {
case Some(i) => i
case None => 0
}
println(v)
//更好的方式
val v1 = map.getOrElse("c", 0)
println(v1)
}
}7.6. 偏函数
被包在花括号内没有match的一组case语句是一个偏函数，它是PartialFunction[A, B]的一个实例，A代表参数类型，B代表返回类型，常用作输入模式匹配
package cn.itcast.cases
object PartialFuncDemo {
def func1: PartialFunction[String, Int] = {
case "one" => 1
case "two" => 2
case _ => -1
}
def func2(num: String) : Int = num match {
case "one" => 1
case "two" => 2
case _ => -1
}
def main(args: Array[String]) {
println(func1("one"))
println(func2("one"))
}
}
