大数据之Scala 函数式编程完整使用(第五章)

最新推荐文章于 2023-04-23 16:00:54 发布

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一、函数式编程

1）面向对象编程

解决问题，分解对象，行为，属性，然后通过对象的关系以及行为的调用来解决问题。
对象：用户
行为：登录、连接 JDBC、读取数据库
属性：用户名、密码
Scala 语言是一个完全面向对象编程语言。万物皆对象
对象的本质：对数据和行为的一个封装

2）函数式编程

解决问题时，将问题分解成一个一个的步骤，将每个步骤进行封装（函数），通过调用
这些封装好的步骤，解决问题。
  
   例如：请求->用户名、密码->连接 JDBC->读取数据库
 Scala 语言是一个完全函数式编程语言。万物皆函数。
 函数的本质：函数可以当做一个值进行传递

3）在 Scala 中函数式编程和面向对象编程完美融合在一起了。

二、函数基础

1、函数基本语法

1）基本语法

在这里插入图片描述

2）案例实操

需求：定义一个函数，实现将传入的名称打印出来。

  def main(args: Array[String]): Unit = {

    //1、定义函数
    def sayHi(name: String): Unit = {
      println("hi " + name)
    }
    //2、函数调用
    sayHi("hello")

  }

3)测试demo

package chapter05

/**
 * 函数和方法的定义
 */
object Test01_FunctionAndMethod {

  //定义对象的方法
  def sayHi(name: String): Unit = {
    println("hi " + name)
  }


  //定义返回值的方法
  def sayHello(name: String): String = {
    println(name)
    return "Hello"
  }


  def main(args: Array[String]): Unit = {

    //1、定义函数
    def sayHi(name: String): Unit = {
      println("hi " + name)
    }

    sayHi("hello")

    //2、对象调用方法
    Test01_FunctionAndMethod.sayHi("boolo")
    val hello = Test01_FunctionAndMethod.sayHello("Hello")
    println("返回值：" + hello)
  }
}

2、函数和方法的区别

1）核心概念

（1）为完成某一功能的程序语句的集合，称为函数。
（2）类中的函数称之方法。

2）案例实操

（1）Scala 语言可以在任何的语法结构中声明任何的语法
（2）函数没有重载和重写的概念；方法可以进行重载和重写
（3）Scala 中函数可以嵌套定义

object TestFunction {
  // (2)方法可以进行重载和重写，程序可以执行
  def main(): Unit = {

  }

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // （1）Scala 语言可以在任何的语法结构中声明任何的语法
    import java.util.Date
    new Date()

    // (2)函数没有重载和重写的概念，程序报错
    def test(): Unit = {
      println("无参，无返回值")
    }

    test()

    def test(name: String): Unit = {
      println()
    }

    //（3）Scala 中函数可以嵌套定义
    def test2(): Unit = {
      def test3(name: String): Unit = {
        println("函数可以嵌套定义")
      }
    }
  }
}

3、函数定义

1）函数定义

（1）函数 1：无参，无返回值
（2）函数 2：无参，有返回值
（3）函数 3：有参，无返回值
（4）函数 4：有参，有返回值
（5）函数 5：多参，无返回值
（6）函数 6：多参，有返回值

2）案例实操

package chapter05

/**
 * 函数有无返回值
 * 函数的定义
 */
object Test01_FunctionDefine {
  def main(args: Array[String]): Unit = {

    //1、函数1 ：无参 无返回值
    def f1(): Unit = {
      println("无参 、无返回值 ")

    }

    f1()
    println(f1())
    println("..................................")

    //2、函数2 、无参、有返回值
    def f2(): String = {
      println("2、无参、有返回值")
      return "无参、有返回值"
    }

    f2()
    println(f2())

    println("........................")

    //3、函数、有参 无返回值
    def f3(str: String) = {
      println("3、我是：" + str)
    }

    f3("湛山")

    //4、函数4 有参、有返回值
    def f4(str: String): String = {
      println("函数4 有参、有返回值")
      return "函数4 有参、有返回值: " + str
    }

    f4("f4")

    //函数5 多参 无返回值
    def f5(str: String, str1: String): Unit = {
      println("函数5 多参 无返回值")
      println(s"${str}" + "和" + s"${str1}" + "都是好朋友")
    }

    f5("张", "费")
    println(f5("张", "费"))

    //函数6、多参有返回值
    def f6(str: Int, str1: Int): Int = {
      return str.toInt + str1.toInt
    }

    println(f6(12, 13))

  }
}

3、函数参数

1）案例实操

（1）可变参数
（2）如果参数列表中存在多个参数，那么可变参数一般放置在最后
（3）参数默认值，一般将有默认值的参数放置在参数列表的后面
（4）带名参数

package chapter05

/**
 * 函数参数
 */
object Test03_FunctionParameter {

  /**
   * （1）可变参数
   * （2）如果参数列表中存在多个参数，那么可变参数一般放置在最后
   * （3）参数默认值，一般将有默认值的参数放置在参数列表的后面
   * （4）带名参数
   *
   * @param args
   */
  def main(args: Array[String]): Unit = {

    //(1)可变参数
    def f1(str: String*): Unit = {
      println(str)
    }

    println(f1("a"))
    println(f1("e", "b", "c", "d"))

    println("==============================")

    //（2）如果参数列表中存在多个参数，那么可变参数一般放置在最后
    def f2(str: String, str1: String*): Unit = {
      println("str: " + str + " str1: " + str1)
    }

    println(f2("a"))
    println(f2("e", "b", "c", "d"))


    println("==============================")

    //（3）参数默认值，一般将有默认值的参数放置在参数列表的后面
    def f3(name: String = "atguigu"): Unit = {
      println("my shool is " + name)
    }

    println(f3("张三"))
    println(f3())


    println("==============================")
    //（4）带名参数

    def f4(name: String = "atguigu", age: Int): Unit = {
      println(s"${age}岁的${name}在尚硅谷学习")
    }

    println(f4("alice",20))
    println(f4(age=23,name="测试"))
    println(f4(age=23))


  }
}

3、函数至简原则（重点）

函数至简原则：能省则省

1）至简原则细节

（1）return 可以省略，Scala 会使用函数体的最后一行代码作为返回值
（2）如果函数体只有一行代码，可以省略花括号
（3）返回值类型如果能够推断出来，那么可以省略（:和返回值类型一起省略）
（4）如果有 return，则不能省略返回值类型，必须指定
（5）如果函数明确声明 unit，那么即使函数体中使用 return 关键字也不起作用
（6）Scala 如果期望是无返回值类型，可以省略等号
（7）如果函数无参，但是声明了参数列表，那么调用时，小括号，可加可不加
（8）如果函数没有参数列表，那么小括号可以省略，调用时小括号必须省略
（9）如果不关心名称，只关心逻辑处理，那么函数名（def）可以省略

2）案例实操

package chapter05

/**
 * 函数至减原则
 *
 * （1）return 可以省略，Scala 会使用函数体的最后一行代码作为返回值
 * （2）如果函数体只有一行代码，可以省略花括号
 * （3）返回值类型如果能够推断出来，那么可以省略（:和返回值类型一起省略）
 * （4）如果有 return，则不能省略返回值类型，必须指定
 * （5）如果函数明确声明 unit，那么即使函数体中使用 return 关键字也不起作用
 * （6）Scala 如果期望是无返回值类型，可以省略等号
 * （7）如果函数无参，但是声明了参数列表，那么调用时，小括号，可加可不加
 * （8）如果函数没有参数列表，那么小括号可以省略，调用时小括号必须省略
 * （9）如果不关心名称，只关心逻辑处理，那么函数名（def）可以省略
 */
object Test04_Simplify {
  def main(args: Array[String]): Unit = {

    def f0(str: String): String = {
      return str
    }

    println(f0("HXX"))

    println("=================================")

    // （1）return 可以省略，Scala 会使用函数体的最后一行代码作为返回值
    def f1(str: String): String = {
      str
    }

    println(f1("漳卅"))

    // （2）如果函数体只有一行代码，可以省略花括号
    def f2(str: String): String = str

    println(f2("省略花括号"))

    // （3）返回值类型如果能够推断出来，那么可以省略（:和返回值类型一起省略）
    def f3(str: String) = str

    println(f3("测试"))

    // （4）如果有 return，则不能省略返回值类型，必须指定
    def f4(name: String): String = {
      return name
    }

    println(f4("atguigu"))

    // （5）如果函数明确声明 unit，那么即使函数体中使用 return 关键字也不起作用
    def f5(name: String): Unit = {
      return name
    }
    //不生效
    println(f5("atguigu"))

    //  （6）Scala 如果期望是无返回值类型，可以省略等号
    def f6(name: String) {
      println(name)
    }
    //不生效
    println(f6("atguigu"))

    // （7）如果函数无参，但是声明了参数列表，那么调用时，小括号，可加可不加
    def f7(): Unit = {
      println("atguigu")
    }

    f7()
    f7

    // （8）如果函数没有参数列表，那么小括号可以省略，调用时小括号必须省略
    def f8: Unit = {
      println("atguigu")
    }

    f8

    println("=================================")

    // （9）如果不关心名称，只关心逻辑处理，那么函数名（def）可以省略
    def f9(name: String): Unit = {
      println(name)
    }

    //匿名函数、lambda表达式
    (name: String) => {
      println(name)

    }

      println(f9("atguigu9"))
  }

}

三、函数高级

1、高阶函数

在 Scala 中，函数是一等公民。怎么体现的呢？
对于一个函数我们可以：定义函数、调用函数

object TestFunction {
 def main(args: Array[String]): Unit = {
 // 调用函数
foo()
 }
 // 定义函数
 def foo():Unit = {
 println("foo...")
 } }

但是其实函数还有更高阶的用法

1）函数可以作为值进行传递

object TestFunction {
 def main(args: Array[String]): Unit = {
 //（1）调用 foo 函数，把返回值给变量 f
 //val f = foo()
 val f = foo
 println(f)
 //（2）在被调用函数 foo 后面加上 _，相当于把函数 foo 当成一个整体，传递给变量 f1
 val f1 = foo _
 foo()
 f1()
//（3）如果明确变量类型，那么不使用下划线也可以将函数作为整体传递给变量
var f2:()=>Int = foo 
 }
 def foo():Int = {
 println("foo...")
 1
 } }

2）函数可以作为参数进行传递

def main(args: Array[String]): Unit = {
 
 // （1）定义一个函数，函数参数还是一个函数签名；f 表示函数名称;(Int,Int)表示输入两个 Int 参数；Int 表示函数返回值
 def f1(f: (Int, Int) => Int): Int = {
 f(2, 4)
 }
 
 // （2）定义一个函数，参数和返回值类型和 f1 的输入参数一致
 def add(a: Int, b: Int): Int = a + b
 
 // （3）将 add 函数作为参数传递给 f1 函数，如果能够推断出来不是调用，_可以省略
 println(f1(add))
println(f1(add _))
//可以传递匿名函数
}

3）函数可以作为函数返回值返回

def main(args: Array[String]): Unit = {
 def f1() = {
 def f2() = {
}
f2 _
}
val f = f1()
// 因为 f1 函数的返回值依然为函数，所以可以变量 f 可以作为函数继续调用
f()
// 上面的代码可以简化为
f1()()

2、匿名函数

1）说明

没有名字的函数就是匿名函数。
(x:Int)=>{函数体} 
x：表示输入参数类型；Int：表示输入参数类型；函数体：表示具体代码逻辑

2）案例实操

需求 1：传递的函数有一个参数传递匿名函数至简原则：
（1）参数的类型可以省略，会根据形参进行自动的推导
（2）类型省略之后，发现只有一个参数，则圆括号可以省略；其他情况：没有参数和参数超过 1 的永远不能省略圆括号。
（3）匿名函数如果只有一行，则大括号也可以省略
（4）如果参数只出现一次，则参数省略且后面参数可以用_代替

def main(args: Array[String]): Unit = {
 // （1）定义一个函数：参数包含数据和逻辑函数
 def operation(arr: Array[Int], op: Int => Int) = {
 for (elem <- arr) yield op(elem)
 }
 // （2）定义逻辑函数
 def op(ele: Int): Int = {
 ele + 1
 }
 // （3）标准函数调用
 val arr = operation(Array(1, 2, 3, 4), op)
 println(arr.mkString(","))
 // （4）采用匿名函数
 val arr1 = operation(Array(1, 2, 3, 4), (ele: Int) => {
 ele + 1
 })
 println(arr1.mkString(","))
 // （4.1）参数的类型可以省略，会根据形参进行自动的推导;
 val arr2 = operation(Array(1, 2, 3, 4), (ele) => {
 ele + 1
 })
 println(arr2.mkString(","))
 // （4.2）类型省略之后，发现只有一个参数，则圆括号可以省略；其他情
况：没有参数和参数超过 1 的永远不能省略圆括号。
 val arr3 = operation(Array(1, 2, 3, 4), ele => {
 ele + 1
 })
 println(arr3.mkString(","))
 // (4.3) 匿名函数如果只有一行，则大括号也可以省略
 val arr4 = operation(Array(1, 2, 3, 4), ele => ele + 1)
 println(arr4.mkString(","))
 //（4.4）如果参数只出现一次，则参数省略且后面参数可以用_代替
 val arr5 = operation(Array(1, 2, 3, 4), _ + 1)
 println(arr5.mkString(","))
 } }

需求 2：传递的函数有两个参数

object TestFunction {
 def main(args: Array[String]): Unit = {
 def calculator(a: Int, b: Int, op: (Int, Int) => Int): Int 
= {
 op(a, b)
 }
 // （1）标准版
 println(calculator(2, 3, (x: Int, y: Int) => {x + y}))
 // （2）如果只有一行，则大括号也可以省略
 println(calculator(2, 3, (x: Int, y: Int) => x + y))
 // （3）参数的类型可以省略，会根据形参进行自动的推导;
 println(calculator(2, 3, (x , y) => x + y))
 // （4）如果参数只出现一次，则参数省略且后面参数可以用_代替
 println(calculator(2, 3, _ + _))
 } }

扩展练习

练习 1：定义一个匿名函数，并将它作为值赋给变量 fun。函数有三个参数，类型分别为 Int，String，Char，返回值类型为 Boolean。
要求调用函数 fun(0, “”, ‘0’)得到返回值为 false，其它情况均返回 true。

练习 2： 定义一个函数 func，它接收一个 Int 类型的参数，返回一个函数（记作 f1）。它返回的函数 f1，接收一个
 String 类型的参数，同样返回一个函数（记作 f2）。函数 f2 接收一个 Char 类型的参数，返回一个 Boolean 的值。
    要求调用函数 func(0) (“”) (‘0’)得到返回值为 false，其它情况均返回 true。