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Scala编程实例:使用List和Tuple

本文节选自Martin Odersky,Lex Spoon和Bill Venners所著,Regular翻译的《Programming in Scala》的第三章。Scala是一种针对 JVM 将函数和面向对象技术组合在一起的编程语言。

作者:Martin Odersky等来源:Artima|2009-07-09 00:25


本节接着上一节的内容,继续介绍Scala编程中一些更先进的特征:List(数组)和Tuple(元组)。

51CTO编辑推荐:Scala编程语言专题

Scala中使用List

方法不应该有副作用是函数风格编程的一个很重要的理念。方法唯一的效果应该是计算并返回值。用这种方式工作的好处就是方法之间很少纠缠在一起,因此就更加可靠和可重用。另一个好处(静态类型语言里)是传入传出方法的所有东西都被类型检查器检查,因此逻辑错误会更有可能把自己表现为类型错误。把这个函数式编程的哲学应用到对象世界里意味着使对象不可变。

如你所见,Scala数组是一个所有对象都共享相同类型的可变序列。比方说Array[String]仅包含String。尽管实例化之后你无法改变Array的长度,它的元素值却是可变的。因此,Array是可变的对象。

说到共享相同类型的不可变对象序列,Scala的List类才是。和数组一样,List[String]包含的仅仅是String。Scala的List,scala.List,不同于Java的java.util.List,总是不可变的(而Java的List可变)。更通常的说法,Scala的List是设计给函数式风格的编程用的。

创建一个List很简单。代码3.3做了展示:

  1. val oneTwoThree = List(1, 2, 3) 

代码 3.3 创造和初始化列表

代码3.3中的代码完成了一个新的叫做oneTwoThree的val,并已经用带有整数元素值1,2和3的新List[Int]初始化。 因为List是不可变的,他们表现得有些像Java的String:当你在一个List上调用方法时,似乎这个名字指代的List看上去被改变了,而实际上它只是用新的值创建了一个List并返回。比方说,List有个叫“:::”的方法实现叠加功能。你可以这么用:

  1. val oneTwo = List(1, 2)  
  2. val threeFour = List(3, 4)  
  3. val oneTwooneTwoThreeFour = oneTwo ::: threeFour  
  4. println(oneTwo + " and " + threeFour + " were not mutated.")  
  5. println("Thus, " + oneTwoThreeFour + " is a new List.")  

如果你执行这个脚本,你会看到:

  1. List(1, 2) and List(3, 4) were not mutated.  
  2. Thus, List(1, 2, 3, 4) is a new List.  

或许List最常用的操作符是发音为“cons”的‘::’。Cons把一个新元素组合到已有List的最前端,然后返回结果List。例如,若执行这个脚本:

  1. val twoThree = list(2, 3)  
  2. val oneTwoThree = 1 :: twoThree  
  3. println(oneTwoThree)  

你会看到:

  1. List(1, 2, 3) 

注意

表达式“1 :: twoThree”中,::是它右操作数,列表twoThree,的方法。你或许会疑惑::方法的关联性上有什么东西搞错了,不过这只是一个简单的需记住的规则:如果一个方法被用作操作符标注,如a * b,那么方法被左操作数调用,就像a.*(b)——除非方法名以冒号结尾。这种情况下,方法被右操作数调用。因此,1 :: twoThree里,::方法被twoThree调用,传入1,像这样:twoThree.::(1)。

5.8节中将描述更多操作符关联性的细节。

由于定义空类的捷径是Nil,所以一种初始化新List的方法是把所有元素用cons操作符串起来,Nil作为最后一个元素。

比方说,下面的脚本将产生与之前那个同样的输出

  1. “List(1, 2, 3)”:   
  2. val oneTwoThree = 1 :: 2 :: 3 :: Nil  
  3. println(oneTwoThree)  

Scala的List包装了很多有用的方法,表格3.1罗列了其中的一些。列表的全部实力将在第十六章释放。

为什么列表不支持append?

类List没有提供append操作,因为随着列表变长append的耗时将呈线性增长,而使用::做前缀则仅花费常量时间。如果你想通过添加元素来构造列表,你的选择是把它们前缀进去,当你完成之后再调用reverse;或使用ListBuffer,一种提供append操作的可变列表,当你完成之后调用toList。ListBuffer将在22.2节中描述。

 类型List的一些方法和作用

类型List的一些方法和作用

Scala中使用Tuple

另一种有用的容器对象是元组:tuple。与列表一样,元组也是不可变的,但与列表不同,元组可以包含不同类型的元素。而列表应该是List[Int]或List[String]的样子,元组可以同时拥有Int和String。元组很有用,比方说,如果你需要在方法里返回多个对象。Java里你将经常创建一个JavaBean样子的类去装多个返回值,Scala里你可以简单地返回一个元组。而且这么做的确简单:实例化一个装有一些对象的新元组,只要把这些对象放在括号里,并用逗号分隔即可。一旦你已经实例化了一个元组,你可以用点号,下划线和一个基于1的元素索引访问它。代码3.4展示了一个例子:

  1. val pair = (99, "Luftballons")  
  2. println(pair._1)  
  3. println(pair._2)  

代码 3.4 创造和使用元组

代码3.4的第一行,你创建了元组,它的第一个元素是以99为值的Int,第二个是"luftballons"为值的String。Scala推断元组类型为Tuple2[Int, String],并把它赋给变量pair。第二行,你访问_1字段,从而输出第一个元素,99。第二行的这个“.”与你用来访问字段或调用方法的点没有区别。本例中你正用来访问名叫_1的字段。如果执行这个脚本,你能看到:

  1. 99  
  2. Luftballons  

元组的实际类型取决于它含有的元素数量和这些元素的类型。因此,(99, "Luftballons")的类型是Tuple2[Int, String]。('u', 'r', 'the', 1, 4, "me")是Tuple6[Char, Char, String, Int, Int, String]。

访问元组的元素

你或许想知道为什么你不能像访问List里的元素那样访问元组的,就像pair(0)。那是因为List的apply方法始终返回同样的类型,但是元组里的或许类型不同。_1可以有一个结果类型,_2是另外一个,诸如此类。这些_N数字是基于1的,而不是基于0的,因为对于拥有静态类型元组的其他语言,如Haskell和ML,从1开始是传统的设定。

本文节选自《Programming in Scala》

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