[Scala]003-函数/方法

深藏阁楼爱情的钟 2022-02-04 14:23 253阅读 0赞

函数，目的是为了重用性、可组合性、简短、可读。

在Scala中，**函数（function）、方法（method）**在语义上的差别很小。但不同的“语境“下：

*  函数，是一个完整的**对象**，可以赋值给一个变量，并且可将其作为一个参数传入到方法中（而方法不可以）。不过它其实是继承了Trait（相当于Java的接口，而实际上比接口 功能还更强大）的类的对象；
 *  方法，是组成**类**的一部分，即在类中定义的函数就是方法；
 *  使用`val`关键字可以定义函数，`def`关键字可以定义方法

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zODI1NjQ3NA_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
Scala在省略代码量是下足功夫，只要是能推断出来的，都可以不写！！甚至连`def`、`{}`、函数名、返回值类型、`=`等都可以省略！！！

以下将围绕函数组成部分中的 参数、返回值的数据类型、函数体：

# 一、关于参数 #

1、纯函数、非纯函数  
纯函数：输入输出数据流全是显式的（Explicit），就是说 函数体内的参数全部由函数提供，非纯函数反之。

scala> def add(a:Int,b:Int) = a + b //纯函数。在实际中，用的比较少
    add: (a: Int, b: Int)Int
    
    scala> add(1,2)
    res0: Int = 3
    
    scala> var a = 1
    a: Int = 1
    
    scala> def addA(b:Int) = a + b //非纯函数。实际中用的比较多，但是开发过程尽量少用。不过也避免不了，好多情况是纯函数解决不了的
    addA: (b: Int)Int
    
    scala> addA(2)
    res1: Int = 3

2、括号内是参数列表，各个参数之间用逗号隔开。若有参数，那么所有参数就必须指定数据类型（就算是默认参数也必须指定）；没有参数，可以不写括号`()`

scala> def my_max(x:Int, y:Int) = if (x>y) x else y
    my_max: (x: Int, y: Int)Int
    
    scala> my_max(1,2)
    res15: Int = 2
    
    scala> def a = 1
    a: Int
    
    scala> a
    res16: Int = 1
    
    scala> def hi = "hi"
    hi: String
    
    scala> hi() //调用时，不能使用hi()
    <console>:9: error: not enough arguments for method apply: (index: Int)Char in class StringOps.
    Unspecified value parameter index.
                  hi()
                    ^
    
    scala> hi
    res3: String = hi
    
    scala> def hi() = "hi" //调用时，可用hi、hi()都行
    hi: ()String
    
    scala> hi
    res4: String = hi
    
    scala> hi()
    res5: String = hi

3、默认参数：有默认值的参数  
在函数定义时，直接为该参数 赋好值。

*  在调用它时，可以不设置已有默认值的参数；
 *  也可以在调用时，设置默认参数的值，设置值时会按照函数该默认参数所在的顺序依次设置。传统调用函数时，参数都是按照顺序。
 *  也可以在调用时，指定参数名对其进行赋值。新值会覆盖掉默认值。此时，如下的参数`left="#"`就称之为命名参数，这样就不用按照顺序了。

scala> def m2(name:String, left:String="<", right:String=">") = {
         |     left + name + right
         | }
    m2: (name: String, left: String, right: String)String
    
    scala> m2("mayun")
    res10: String = <mayun>
    
    scala> m2("mayun", "<<")
    res11: String = <<mayun>
    
    scala> m2("mayun",left="#")
    res12: String = #mayun>

这在Spark或其他时，可用于设置默认配置等等。很有用处。

4、变长参数（可变参数）：不确定参数个数时使用

scala> def sum(args:Int*) = {
         |     var res = 0
         |     for(arg <- args) res += arg
         |     res
         | }
    sum: (args: Int*)Int
    
    scala> sum(1,2,3,4,5,6,7,8,9)
    res14: Int = 45
    
    scala> sum(1 to 9)
    <console>:9: error: type mismatch;
     found   : scala.collection.immutable.Range.Inclusive
     required: Int
                  sum(1 to 9)
                        ^
    
    scala> sum(1 to 9 :_*)
    res16: Int = 45

上述`sum函数`的参数类型是`Seq类型`，如果有一个值的序列不能传入到变长参数中，此时会报错：`type mismatch`类型不能匹配

Scala设计的解决方法是：在传入的已有序列后追加 `:_*`，将一个`Range`转成一个`Seq`。

5、参数组  
将参数分解成参数组。

def add(x:Int, y:Int) = x + y

等价

scala> def add(x:Int) (y:Int) = x + y
    add: (x: Int)(y: Int)Int
    
    scala> add(1,2) //但调用时，这样是错误的！
    <console>:9: error: too many arguments for method add: (x: Int)(y: Int)Int
                  add(1,2)
                     ^
    
    scala> add(1)(2)
    res19: Int = 3

6、传名参数  
表现形式：`(参数名: =>Int)`。注意英文冒号`:` 和`=>`之间有空格

scala> def doub(x: =>Int) = x*2
    doub: (x: => Int)Int
    
    scala> doub(2)
    res31: Int = 4
    
    scala> doub(doub(2))
    res32: Int = 8

这样的函数，它的参数可以接受**值**、也可以接受**函数**（当然所接受函数的返回值得是一致的，如上述的`Int`）

7、类型参数  
前面传的都是值 参数，现在向函数传递类型参数

//需求：函数输入什么数据类型，函数就返回什么类型。
    //方案：给函数传入个类型参数，根据传入的类型，返回什么类型。
    scala> def m3[A](a:A):A=a
    m3: [A](a: A)A
    
    scala> m3("hi")
    res23: String = hi
    
    scala> m3(1.0)
    res24: Double = 1.0
    
    scala> m3(1)
    res25: Int = 1
    
    scala> m3(true)
    res26: Boolean = true

8、命名参数

函数调用时，传参时，把参数名带上，就与顺序无关了。有这种 通过名字识别的机制。  
当然，最好是按常理出牌，按顺序。

scala> def speed(distance:Float, time:Float):Float = {
         |    distance/time
         | }
    speed: (distance: Float, time: Float)Float
    
    scala> speed(100,10)
    res32: Float = 10.0
    
    scala> speed(distance=100,time=10)
    res33: Float = 10.0
    
    scala> speed(time=10,distance=100)
    res34: Float = 10.0

# 二、关于返回值 #

1、返回值的数据类型 写不写？  
递归函数不可省略返回值的数据类型，其他情况可以省略（函数可以通过等号右侧的函数体推断出返回值的数据类型）

2、返回值也可以不写，写上将会有更好的可读性。默认函数体最后一个表达式（最后一行） 为返回值，不需要使用`return`。但是需要在函数的表达式快结束前退出 并返回其值，可使用关键字`return`

scala> def m1(str:String):String = {
         |     if(str == null) return null
         |     str.trim()
         | }
    m1: (str: String)String
    
    scala> m1(null)
    res7: String = null
    
    scala> m1("hello ")
    res8: String = hello

Scala函数都有返回值，只不过有的返回的是 `Unit,()`

scala> def greet() = println("Hello, world!")
    greet: ()Unit
    
    scala> greet
    Hello, world!
    
    scala> def greet = println("Hello, world!")
    greet: Unit
    
    scala> greet
    Hello, world!

其中，`Unit`是Scala语言中 数据类型的一种，表示无值，用于不返回任何结果的函数/方法。（类似Java中的Void）

3、过程  
在定义函数时，如果函数体直接包裹在了`{}`中，而没有用`=`连接，那么函数的返回值类型就是`Unit`（即便在函数定义时指定了返回值，返回值类型依旧是`Unit`）。这样的函数称之为 过程。

scala> def greet{println("Hello,world!")}
    greet: Unit
    
    scala> greet
    Hello,world!

**综合：函数类型和函数值**  
函数类型，由输入类型、输出类型的一个简单组合。有一个箭头从输入类型指向输出类型。

scala> def doub(x:Int) = x*2 //此处的函数类型为 Int=>Int
    doub: (x: Int)Int
    
    scala> val myDoub:Int=>Int=doub //Int=>Int 是一个整体，代表函数类型
    myDoub: Int => Int = <function1>
    
    scala> myDoub(3)
    res29: Int = 6

myDoub，是函数值。

scala> val md = doub _
    md: Int => Int = <function1>
    
    scala> md(3)
    res30: Int = 6

上述没有显示函数类型（`Int=>Int`）来区分函数调用。下划线 `_`相当于一个占位符，表示一个函数调用，在此会返回一个函数值，并将这个值保存到`md`变量中。

# 三、关于函数体 #

1、只有一条语句时，花括号`{}`可以省略。单行写

2、函数体中，可以加入各种控制结构。

3、函数体是最重要的部分。但除此之外的部分却又很多花样！！！

# 四、彩蛋？匿名函数 #

函数字面值，业界喜欢称之为 匿名函数。语法：

关键字 变量名 =  (参数名:数据类型) => {函数体}

scala> var f = (x:Int) => x+1
    f: Int => Int = <function1>
    
    scala> f(2)
    res47: Int = 3
    
    scala> var mul = (x:Int,y:Int) => x*y
    mul: (Int, Int) => Int = <function2>
    
    scala> mul(2,3)
    res48: Int = 6

正常函数是 参数、函数体之间用 `=` 连接；  
匿名函数是 参数、函数体之间用 `=>` 连接。

其他各种“特色”函数：递归函数、嵌套函数、高阶函数、偏函数等，以后细讲

# 五、还是彩蛋？函数、方法的区别 #

理论方面在开头已讲述。  
1、定义方式  
方法（method）一般是以`def`关键字开头，带有参数列表（或无）的一个逻辑操作块。这其实就像`object`、`class`中的成员方法一样。

函数（function）是一个赋值给一个变量的匿名方法（带、或不带参数列表），并且可以通过`=>`转换符号连接逻辑代码块的一个表达式。`=>`转换符号后面的逻辑代码块写法 跟方法（上述将的函数体）相同。

scala> def m1(x:Int) = x+1 //定义方法
    m1: (x: Int)Int
    
    scala> val f1 = (x:Int) => x+1 //定义函数
    f1: Int => Int = <function1>

2、表现形式

scala> m1
    <console>:9: error: missing arguments for method m1;
    follow this method with `_' if you want to treat it as a partially applied function
                  m1
                  ^
    
    scala> f1
    res34: Int => Int = <function1>

方法（带参）不能作为最终的表达式，如上报错了；  
不带参数的方法可以，但此时就是方法调用了（本质上不同了），因为Scala允许无参方法调用时省略括号`()`。

函数可以作为最终的表达式出现。

方法名 意味着方法调用；函数名 只是代表函数自身。

3、参数要求

scala> def m2 = 666 //不带参数列表。即没有入参的函数，调用时不用写括号。
    m2: Int
    
    scala> m2
    res38: Int = 666
    
    scala> m2() //本身就没有参数。写法本身就错了
    <console>:9: error: Int does not take parameters
                  m2()
                    ^
    
    scala> def m3()=555 //空的参数列表
    m3: ()Int
    
    scala> m3
    res40: Int = 555
    
    scala> m3()
    res41: Int = 555
    
    scala> val f2=() => 666 //必须设置参数列表，否则报错
    f2: () => Int = <function0>
    
    scala> val f2= => 666
    <console>:1: error: illegal start of simple expression
           val f2= => 666
                   ^

方法 可以没有参数列表；也可以是空的参数列表。  
函数 必须设置参数列表，可以是空的参数列表，但一定要设置。

4、函数、方法相互转换  
将 `x => func(x)` 简化为 `func _` 或`func`的过程称之为：ETA-conversion（函数转换成方法）；  
将`func _` 或`func` 展开为 `x => func(x)`的过程称之为：ETA-expansion（方法转换成函数）。

scala> def m4(x:Int) = f1(x) //把函数转换成方法
    m4: (x: Int)Int
    
    scala> m4(2)
    res44: Int = 3
    
    scala> val f3 = m1 _ //把方法转换成函数
    f3: Int => Int = <function1>
    
    scala> f3(2)
    res43: Int = 3

其中，下划线`_`是作为Scala中的占位符，它可以用传入的参数代替。这就是占位符语法。

scala> val f5 = (_:Int) + (_:Int)
    f5: (Int, Int) => Int = <function2>
    
    scala> f5(2,3)
    res46: Int = 5

占位符 还可以用于设置函数的别名，如上述`m1`，在此`m1`不用传入参数，直接加个占位符即可。

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