Scala - 特性

---

---

Scala 编程语言包含了许多独特的特性。我们将这些特性分为三个部分：

• Scala 高级编程特性
• Scala 低级编程特性
• Scala 生态系统特性

让我们从 Scala 的高级特性开始本章。

高级编程特性

Scala 可以在浏览器和 JVM（Java 虚拟机）上运行。Scala 用于服务器端应用程序，也可以使用“scala.js”文件格式在浏览器中使用。

Scala 是一种高级编程语言

您无需处理低级概念，例如内存管理和指针。您可以使用 lambda 和高阶函数在非常高的级别编写代码。在 Scala 中编写代码时，您只需要关注“什么”和“如何”，这是高级语言的一个特性。

val numbers = List(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10)

// Using an imperative approach to filter even numbers
def filterEvenNumbersImperative(numbers: List[Int]): List[Int] = {
   val evenNumbers = new ListBuffer[Int]()
   for (num <- numbers) {
      if (num % 2 == 0) {
         evenNumbers += num
      }
   }
   evenNumbers.toList
}

val evenNumbersImperative = filterEvenNumbersImperative(numbers)

编译器将根据代码中的指令逐步执行。我们使用 lambda 函数和高阶函数来查找结果。

// Using a functional approach with higher-order functions and lambdas to filter even numbers
val evenNumbersFunctional = numbers.filter(num => num % 2 == 0)

此代码更易于阅读和维护。它也更加简洁。

Scala 具有简洁的语法

Scala 代码的语法更加简单。例如，用于创建变量和类型，编写起来非常容易，如下所示：

val message: String = "Hello, Scala!"
val numbers: Array[Int] = Array(1, 2, 3, 4, 5)
val personInfo: (String, Int, String) = ("Alice", 30, "Engineer")

我们还可以使用 lambda 函数和高阶函数来提高代码的可读性和简洁性。

val numbers = List(1, 2, 3, 4, 5)
val sum = numbers.reduce((a, b) => a + b)   // long form
val shortSum = numbers.reduce(_ + _)        // short form
println(s"Sum: $sum")
println(s"Short Sum: $shortSum")

val fruits = List("apple", "banana", "cherry", "date")
fruits.foreach(fruit => println(fruit))   // long form
fruits.foreach(println)                   // short form

类似地，我们可以用简洁明了的语法定义特质、类和方法：

trait Shape {
   def area(): Double
}

trait Color {
   def getColor(): String
}

class Circle(radius: Double, color: String) extends Shape with Color {
   def area(): Double = math.Pi * radius * radius
   def getColor(): String = color
}

由于开发人员花费更多时间阅读代码而不是编写代码，因此编写简洁易读的代码非常重要。

Scala 是一种静态类型语言，但具有动态的感觉

这是因为类型推断功能使 Scala 变得像 Python 和 Ruby 代码一样动态。

val x = List(1, 2, 3, 4, 5)
val doubled = x.map(_ * 2)
val filtered = x.filter(_ % 2 == 0)
val sum = x.reduce(_ + _)

根据 Heather Miller 的说法，Scala 是一种强大且静态类型的编程语言。以下是静态类型语言的优势：

• 它可以在早期捕获错误，即编译时。
• 它具有良好的 IDE 支持。具有可靠的代码补全和简单、可靠的重构。
• 您可以重构您的代码。
• 它是可扩展和可维护的。
• 强类型减少了样板代码。

Scala 具有表达力强的类型系统

Scala 的类型系统通过以下方式提高了安全性以及一致性：

• 推断类型
• 泛型、开放和类型类
• 多态方法
• 交集和联合类型
• 方差注释
• 类型边界（上界和下界）
• 类型 lambda
• 不透明类型别名
• 匹配类型
• 扩展方法
• 多元相等
• 上下文边界和函数
• 依赖和多态函数类型
• 内部类和抽象类型成员，用于安全的编程抽象。

Scala 是一种函数式编程语言

函数式编程语言提供各种特性。函数就像其他值一样，可以像其他值一样传递。支持各种函数，例如 lambda 函数和高阶函数。这里的一切都像一个表达式。

标准库中有各种可变和不可变集合。但是函数式方法不可变，它们只返回更新的副本。

Scala 是一种面向对象编程语言

在面向对象类型语言中，值是类的实例，运算符是方法。在 Scala 中，所有类型都继承自顶级类，即 `Any` 和 `AnyVal` 用于值类型（如 Int）。`AnyRef` 用于引用类型。

基本类型和包装类型之间没有区别。装箱/拆箱对用户是透明的。

Scala 支持 FP/OOP 融合

Scala 支持 FP（函数式编程）和 OOP（面向对象编程）类型设置。例如，用于逻辑的函数和用于模块化的对象。

Scala 引入了清晰的术语推断

它在 Scala 3 中。它根据给定的类型创建一个术语。存在导致推断参数的上下文参数。这对于类型类、上下文、依赖项等很有用。

Scala 用于客户端/服务器系统

Scala 代码可以在浏览器和 JVM（Java 虚拟机）上运行。JVM 提供安全性、性能、内存管理、可移植性等。

Scala 与 Java 无缝交互

您可以在 Scala 应用程序中使用 Java 类和 Java 库，反之亦然。Akka 和 Play Framework 等库在这两种语言中都可以使用。像 BufferedReader 这样的 Java 类很容易使用。

import java.io.*;

String filename = "example.txt";
try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(filename))) {
   String line;
   while ((line = br.readLine()) != null) {
      // Process the line here
   }
} catch (IOException e) {
   e.printStackTrace();
}

Java 集合在 Scala 中使用简单的转换。

import scala.jdk.CollectionConverters._

val scalaList: Seq[Integer] = JavaClass.getJavaList().asScala.toSeq

Scala 具有丰富的库集

Scala 提供了丰富的库和框架：

• Play Framework 用于可扩展的 Web 应用程序。
• Lagom 用于微服务和遗留系统转换。
• Apache Spark 用于大数据分析。

Awesome Scala 列表上的众多开源工具。Scala.js 用于使用 **React**、**jQuery** 等进行强大的类似 JavaScript 的编码。

低级编程特性

Scala 2 和 Scala 3 的高级特性几乎相同。但在低级方面，Scala 3 通过以下特性改进了 Scala 2：

• 使用枚举的简洁代数数据类型 (ADT)
• 更易读的语法和可选的大括号
• 更少的符号，提高代码清晰度
• 包对象被更简单的顶级定义取代
• 使用显式关键字的更清晰的语法
• 扩展方法，简化操作
• 开放修饰符，用于受控的类修改
• 多元相等，避免无意义的比较
• 更简单的宏实现
• 联合和交集，用于灵活的类型建模
• 特质参数，用于早期初始化
• 不透明类型别名，用于值类替换
• 导出子句，用于聚合
• 过程和可变参数语法一致性
• 注释，用于方法行为和 Java 互操作性

Scala 生态系统特性

Scala 拥有丰富的生态系统，提供满足各种需求的库和框架：

Web 开发

• Play Framework 用于可扩展的 Web 应用程序。
• Scalatra 用于高性能 Web 框架。
• Finatra 用于 Scala 服务。
• Scala.js 用于类型安全的前端应用程序。
• ScalaJs-React 用于 Scala 友好的 React。
• Lagom 用于微服务和遗留系统。

其他重要库

• HTTP(S) 库有 Akka-http、Finch、Sttp、Http4s 等。
• JSON 库有 Argonaut、Circe、Json4s、Play-JSON 等。
• 序列化是 ScalaPB。
• 科学与数据分析：Algebird、Spire、Squants 等。
• 大数据：Apache Spark 和 Apache Flink。
• AI 和机器学习：BigDL（分布式深度学习框架）和 TensorFlow Scala。
• 函数式编程和 FRP：FP：Cats、Zio 和 FRP：fs2、monix。
• 构建工具：sbt、Gradle 和 Mill。