Scala入门（七）集合

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原创 2022-05-11 08:40:03 694 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

十、Scala从入门到精通一一集合目录10.1、数据结构特点10.1.1、Scala集合基本介绍10.1.2、可变集合和不可变集合举例三级目录 10.1、数据结构特点 10.1.1、Scala集合基本介绍 uml => 统一建模语言 1、Scala同时支持不可变集合和可变集合，不可变集合可以安全的并发访问两个主要的包：不可变集合：scala.collection.immutable 可变集合：scala.collecti... 阅读详情

总目录

1.集合简介

1）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。

2）对于几乎所有的集合类，Scala 都同时提供了可变和不可变的版本，分别位于以下两个包

不可变集合：scala.collection.immutable

可变集合： scala.collection.mutable

3）Scala 不可变集合，就是指该集合对象不可修改，每次修改就会返回一个新对象，而不会对原对象进行修改。

类似于 java 中的 String 对象

4）可变集合，就是这个集合可以直接对原对象进行修改，而不会返回新的对象。类似于 java 中 StringBuilder 对象

注意： 一般情况，在操作集合的时候，不可变用符号（即不可变集合使用符号进行操作），可变用方法（可变集合使用方法进行操作）

1.1 不可变集合继承图

1）Set、Map 是 Java 中也有的集合

2）Seq 是 Java 没有的， List 归属到 Seq 了，因此这里的 List 就和 Java 不是同一个概念了

3）前面的 for 循环有一个 1 to 3，就是 IndexedSeq 下的 Range

4）String 也是属于 IndexedSeq

5）经典的数据结构比如 Queue 和 Stack 被归属到 LinearSeq(线性序列)

6）注意 Scala 中的 Map 体系有一个 SortedMap，说明 Scala 的 Map 可以支持排序

7）IndexedSeq 和 LinearSeq 的区别：

（1）IndexedSeq 是通过索引来查找和定位，因此速度快，比如 String 就是一个索引集合，通过索引即可定位

（2）LinearSeq 是线型的，即有头尾的概念，这种数据结构一般是通过遍历来查找

1.2 可变集合继承图

在这里插入图片描述

2.数组

2.1 不可变数组

1）第一种方式定义数组

定义：val arr = new Array[Int](10)

（1）new 是关键字

（2）[Int]是指定可以存放的数据类型，如果希望存放任意数据类型，则指定 Any

（3）(10)，表示数组的大小，确定后就不可以变化

2）案例

object Test_Array {
    def main(args: Array[String]): Unit = {
        // 创建数组
        val arr01: Array[Int] = new Array[Int](5)
        println(arr01.length) // 5
        // 访问数组中某个元素
        // 在访问元素时，arr(0)其实就是arr01.apply(0)，是调用Array类的apply方法；但arr01.apply(0) = 1是不行的
        println(arr01(1)) // 0
        //（2）数组赋值
        //（2.1）修改某个元素的值
        arr01(3) = 10
        //（2.2）采用方法的形式给数组赋值
        arr01.update(0,1)
        //（3）遍历数组
        //（3.1）查看数组
        println(arr01.mkString(","))
        //（3.2）普通遍历
        // for(i <- 0 until arr01.length) println(arr01(i))
        // indices在源码中的解释是def indices: Range = 0 until length
        // for(i <- arr01.indices) println(arr01(i))
        for (i <- arr01) println(i)
        // 迭代器
        // val iter = arr01.iterator
        // while (iter.hasNext) println(iter.next())
        //（3.3）简化遍历
        // arr01.foreach((x)=>{println(x)})
        // arr01.foreach(println(_))
        arr01.foreach(println)
        //（4）增加元素（由于创建的是不可变数组，增加元素，其实是产生新的数组，可以通过输出前后地址验证）
        println(arr01.mkString(","))
        // :+ 在后方追加
        // arr01 :+ 5也可以（注：在后面添加Array应在符号前）
        val newArr: Array[Int] = arr01.:+(5)
        println(newArr.mkString(","))
        // +: 在最前方添加
        // 3 +: newArr也可以（注：在前面添加Array应在符号后）
        val newArr1: Array[Int] = newArr.+:(3)
        println(newArr1.mkString(","))
    }
}

3）第二种方式定义数组

val arr1 = Array(1, 2)

（1）在定义数组时，直接赋初始值

（2）使用 apply 方法创建数组对象

4）案例

object Test_Array {
    def main(args: Array[String]): Unit = {
        // 实际是调用了apply方法。Array.apply(1, 3, 5)
        val arr02 = Array(1, 3, 5)
        println(arr02.length)
        for (i <- arr02) {
            println(i)
        }
    }
}

2.2 可变数组

1）定义变长数组

val arr01 = ArrayBuffer[Any](1, 3, 5)

（1）[Any]存放任意数据类型

（2）(1, 3, 5)初始化好的三个元素

（3）ArrayBuffer 需要引入 scala.collection.mutable.ArrayBuffer

注意：（1）ArrayBuffer 是有序的集合

（2）增加元素使用的是 append 方法()，支持可变参数

object Test_ArrayBuffer {
    def main(args: Array[String]): Unit = {
        // 创建可变数组
        // val arr1 = new ArrayBuffer[Int]()
        // 利用apply方法创建ArrayBuffer对象
        val arr1 = ArrayBuffer(1, 3, 5)

        // 访问元素
        println(arr1(0))

        // 修改元素
        // arr1(0) = 3
        // println(arr1.mkString(","))

        // 遍历与不可变数组类似，不再赘叙

        // 添加元素
        // 不可变数组一般使用符号（虽然可变数组也可用，但不推荐，因为会创建一个新的数组）
        val newArr = arr1 :+ 13
        println(newArr.mkString(","))
        println(arr1 == newArr) // false
        // 可变数组常见添加元素操作，但不推荐进行类似于arr1 += 13这种操作后赋值（这个与不可变数组相异）
        // 因为赋值的是引用，故而一个改变，另一个也会改变
        // val newArr1 = arr1 += 13
        // println(newArr1.mkString(","))
        // println(arr1 == newArr1)  // true，引用相等
        // 后面追加
        // arr1 += 13
        // println(arr1.mkString(","))
        // 前面添加
        // 13 +=: arr1
        // println(arr1.mkString(","))
        // 可变集合更推荐使用方法而非符号（虽然符号也是方法，但此处指的是那种明确的英文名称方法）
        // 末尾添加，可以添加多个
        arr1.append(13)
        println(arr1.mkString(","))
        // 前面添加，可以添加多个
        arr1.prepend(13)
        println(arr1.mkString(","))
        // 指定位置添加，可以添加多个（第一个参数是索引，其余是要添加的元素）
        arr1.insert(1, 13)
        println(arr1.mkString(","))
        // insertAll方法可以直接在指定位置将一个数组所有元素加入
        // 相应的还有appendAll和prependAll，就不再赘叙
        arr1.insertAll(1, Array(1, 3, 5))
        println(arr1.mkString(","))

        // 删除元素
        // remove(n: Int)，n是索引，即删除指定索引位置元素
        arr1.remove(3)
        println(arr1.mkString(","))
        // remove(n: Int, count: Int)，n是索引，count是数目，即删除指定索引位置元素count个元素
        arr1.remove(3, 2)
        println(arr1.mkString(","))
        // 按照元素本身的值来进行删除（需要使用符号），只会删除第一个对应的元素
        arr1 -= 13
        println(arr1.mkString(","))
    }
}

2.3 不可变数组与可变数组的转换

1）说明

arr1.toBuffer //不可变数组转可变数组

arr2.toArray //可变数组转不可变数组

（1）arr2.toArray 返回结果才是一个不可变数组，arr2 本身没有变化

（2）arr1.toBuffer 返回结果才是一个可变数组，arr1 本身没有变化

2）案例

// 不可变数组与可变数组的转换
val arr: ArrayBuffer[Int] = ArrayBuffer(1, 3, 5)
// 可变转变为不可变
val newArr2: Array[Int] = arr.toArray
println(newArr2.mkString(","))
println(arr)
// 不可变转变为可变
val buffer = newArr2.toBuffer
println(buffer)
println(newArr2)

2.4 多维数组

1）多维数组定义

val arr = Array.ofDim[Double](3,4)

说明：二维数组中有三个一维数组，每个一维数组中有四个元素

2）案例

object Test_MulArray {
    def main(args: Array[String]): Unit = {
        // 创建二维数组
        // ofDim方法可以用于创建多维数组（最高5维），参数的数目即是维度
        // 如下示例即为二维数组，二行三列
        val array: Array[Array[Int]] = Array.ofDim[Int](2, 3)

        // 访问元素
        println(array(0)(1))

        // 赋值
        array(0)(1) = 1
        println(array(0)(1))

        // 遍历（不可直接使用mkString，会输出引用）
        // for(i <- 0 until array.length; j <- 0 until array(i).length) println(array(i)(j))
        // for(i <- array.indices; j <- array(i).indices) println(array(i)(j))
        // array.foreach(line => line.foreach(println))
        // array.foreach(_.foreach(println))
        for(i <- array.indices) println(array(i).mkString(","))
    }
}

3.列表List

3.1 不可变List

1）说明

（1）List 默认为不可变集合

（2）创建一个 List（数据有顺序，可重复）

（3）遍历 List

（4）List 增加数据

（5）集合间合并：将一个整体拆成一个一个的个体，称为扁平化

（6）取指定数据

（7）空集合 Nil

2）案例

object Test_List {
    def main(args: Array[String]): Unit = {
        // 创建一个List
        // 由于List本身是一个抽象类
        // 且被sealed（密封，用此修饰后，当前类的子类不可定义在类文件之外）修饰，故不可直接用new关键字创建
        // 在此处是调用List类伴生对象的apply方法创建的
        val list1 = List(1, 3, 5)
        println(list1)

        // 访问List元素
        // list1(1) = 10这类赋值操作不行
        println(list1(1))

        // 遍历List元素
        // list1.foreach(println)

        // 添加元素
        // 列表头部添加
        // 10 +: list1也可以
        val list2 = list1.+:(10)
        // 列表尾部添加
        // list2 :+ 10也可以
        val list3 = list1.:+(10)
        println(list2)
        println(list3)

        println("-------------------------")

        // 可以用于在列表头部添加元素，但一般不这么使用
        val list4 = list1.::(10)
        println(list4)
        // 一般用于配合Nil（空列表）创建新列表
        val list5 = Nil.::(10)
        println(list5)
        val list6 = 10 :: Nil
        println(list6)
        val list7 = 10 :: 13 :: 15 :: Nil
        println(list7)

        // 合并列表
        // 在这里是直接把整个列表加入另一个列表的头部，而非将数据合并
        val list8 = list6 :: list7
        println(list8)
        // 将后一个列表的元素合并前一个列表的尾部
        // 扁平化：将整体拆分为一个一个的个体
        // list6 ++ list7也可以
        val list9 = list6 ::: list7
        println(list9)
    }
}

3.2 可变ListBuffer

1）说明

（1）创建一个可变集合 ListBuffer

（2）向集合中添加数据

（3）打印集合数据

2）案例

object Test_ListBuffer {
    def main(args: Array[String]): Unit = {
        // 创建可变列表
        // 利用new关键字创建
        // val list1: ListBuffer[Int] = new ListBuffer[Int]()
        // 利用伴生对象的apply方法创建
        val list1: ListBuffer[Int] = ListBuffer(1, 3, 5)
        println(list1)
        println("------------------------")

        // 添加元素
        // 在头部添加
        list1.prepend(10, 13)
        println(list1)
        println("------------------------")
        // 在尾部添加
        list1.append(10, 13)
        println(list1)
        println("------------------------")
        // 指定位置添加
        list1.insert(1, 1, 3)
        println(list1)
        println("------------------------")
        // 用符号添加
        // 尾部添加
        // list1 += 10 += 13
        // println(list1)
        // println("------------------------")
        // 头部添加
        // 10 +=: 13 +=: list1
        // println(list1)
        // println("------------------------")
        // 同时使用
        // 10 +=: 13 +=: list1 += 10 += 13
        // println(list1)
        // println("------------------------")

        // 合并列表
        // 此种方法list1与list2的值不会发生改变
        val list2: ListBuffer[Int] = ListBuffer(10, 13)
        val list3 = list1 ++ list2
        println(list3)
        println("------------------------")
        // 此种方法list1会发生改变，list2不会改变，是在list1尾部添加
        list1 ++= list2
        println(list1)
        println("------------------------")
        // 此种方法是list2会发生改变，list1不会改变，是在list2头部添加
        list1 ++=: list2
        println(list2)
        println("------------------------")

        // 修改元素
        // 实则是调用了update方法
        // list2.update(1, 30)
        list2(1) = 30
        println(list2)
        println("------------------------")

        // 删除元素
        // 删除指定位置的元素
        list2.remove(1)
        println(list2)
        println("------------------------")
        // 删除指定的元素
        // 只会删除第一次出现的
        list2 -= 10
        println(list2)
    }
}

4.Set集合

默认情况下，Scala 使用的是不可变集合，如果想使用可变集合，需要引用scala.collection.mutable.Set 包。

4.1 不可变Set

1）说明

（1）Set 默认是不可变集合，数据无序

（2）数据不可重复

（3）遍历集合

2）案例

object Test_ImmutableSet {
    def main(args: Array[String]): Unit = {
        // 创建set
        // 同样，由于Set是一个特质，不可使用new关键字创建对象
        // 在此处使用其伴生对象的apply方法创建
        // 如果有重复的元素会自动去重
        val set1: Set[Int] = Set(1, 3, 5)
        println(set1)
        println("------------------------------")

        // 添加元素
        // 由于Set无序，所以添加的位置无意义
        // set1.+(20)
        val set2 = set1 + 20
        println(s"set1 = $set1")
        println(s"set2 = $set2")
        println("------------------------------")

        // 合并Set
        val set3 = Set(10, 13)
        // +不能完成此操作，只能用来添加元素
        // 在合并时，相同的元素会进行去重
        val set4 = set2 ++ set3
        println(set4)
        println("------------------------------")

        // 删除元素
        val set5 = set3 - 13
        println(s"set3 = $set3")
        println(s"set5 = $set5")
        println("------------------------------")
    }
}

4.2 可变Set

1）说明

（1）创建可变集合 mutable.Set

（2）打印集合

（3）集合添加元素

（4）向集合中添加元素，返回一个新的 Set

（5）删除数据

2）案例

object Test_MutableSet {
    def main(args: Array[String]): Unit = {
        // 创建Set
        // 如果直接使用Set创建，默认会创建不可变的集合
        val set1 = mutable.Set(1, 3, 5)
        println(set1)
        println("-------------------------")

        // 添加元素
        // 直接使用+，集合内容不改变
        // 若不进行赋值，原值不改变
        // val set2 = set1 + 13（set2值即为已添加元素的数组）
        // println(set1)
        // println(set2)
        set1 += 13
        println(set1)
        println("-------------------------")
        // add方法返回值为Boolean，具体实现见源码（实际上还是调用了+=）
        // 若是集合中已经存在，则返回false，反之返回true
        set1.add(10)
        println(set1)
        println("-------------------------")

        // 删除元素
        set1 -= 10
        println(set1)
        println("-------------------------")
        // remove方法返回值为Boolean，具体实现见源码（实际上还是调用了-=）
        // 若是集合中不存在，则返回false，反之返回true
        set1.remove(13)
        println(set1)
        println("-------------------------")

        // 合并集合
        // 合并时会进行去重
        val set3 = mutable.Set(10, 13)
        println(set1)
        println(set3)
        println("-------------------------")
        val set4 = set1 ++ set3
        println(set1)
        println(set3)
        println(set4)

        println("-------------------------")
        set1 ++= set3
        println(set1)
        println(set3)
    }
}

5.Map集合

Scala 中的 Map 和 Java 类似，也是一个散列表，它存储的内容也是键值对（key-value）映射。

5.1 不可变Map

1）说明

（1）创建不可变集合 Map

（2）循环打印

（3）访问数据

（4）如果 key 不存在，返回 0

2）案例

object Test_ImmutableMap {
    def main(args: Array[String]): Unit = {
        // 创建Map
        // 默认为不可变类型，且由于Map是特征，不能直接new
        // 且不可变Map不能直接添加元素
        val map1: Map[String, Int] = Map("1" -> 1, "2" -> 2, "3" -> 3)
        println(map1)
        // 由于有三个元素，故而为Map3
        println(map1.getClass)  // class scala.collection.immutable.Map$Map3
        println("-----------------------------")

        // 遍历元素
        // 非简写形式：map1.foreach( (kv: (String, Int)) => println(kv) )
        map1.foreach(println)
        println("-----------------------------")

        // 访问某一个key的value
        // get返回值为Option类型，可防止空指针异常，将其包装成Option来处理
        println(map1.get("1"))
        // Some取值可用get方法，返回值即为value的值
        println(map1.get("1").get)
        // 若获取不存在的键，则结果为None
        // 注：在此种情况下不能使用Some的get方法，会抛出异常
        println(map1.get("10"))
        // 若使用getOrElse方法，存在则返回相应值，不存在则返回指定默认值
        println(map1.getOrElse("10", 0))
        // 类似于get.get，若不存在会抛出异常
        println(map1("1"))
        println("-----------------------------")

        // 取map中所有的key或者所有的value
        for(key <- map1.keys) {
            println(s"$key -> ${map1.get(key)}")
        }
    }
}

5.2 可变Map

1）说明

（1）创建可变集合

（2）打印集合

（3）向集合增加数据

（4）删除数据

（5）修改数据

2）案例

object Test_MutableMap {
    def main(args: Array[String]): Unit = {
        // 创建Map
        val map1: mutable.Map[String, Int] = mutable.Map("1" -> 1, "2" -> 2, "3" -> 3)
        println(map1)
        // HashMap是无序的
        println(map1.getClass)
        println("----------------------------")

        // 添加元素
        map1.put("4", 4)
        map1.put("5", 5)
        println(map1)
        println("----------------------------")

        map1 += (("6", 6))
        map1 += (("7", 7))
        println(map1)
        println("----------------------------")

        // 删除元素
        // 只需要指定key就行了
        println(map1.get("7"))
        map1.remove("7")
        println(map1.getOrElse("7", 0))

        map1 -= "5"
        println(map1)
        println("----------------------------")

        // 修改元素
        map1.update("3", 333)
        println(map1)

        map1 += (("3", 777))
        println(map1)
        println("----------------------------")

        // 合并Map
        val map2: Map[String, Int] = Map("10" -> 10, "13" -> 13)
        // 注：不仅仅是添加，如果有相同的key，会以map2的value覆盖
        // 可变Map与上述类似
        map1 ++= map2
        println(map1)
        // 不可变Map不可直接添加合并，但可以通过赋给新的对象来实现
        val map3: Map[String, Int] = map2 ++ map1
        println(map3)
    }
}

6.元组

1）说明

元组也是可以理解为一个容器，可以存放各种相同或不同类型的数据。说的简单点，就是将多个无关的数据封装为

一个整体，称为元组。

注意：元组中最大只能有 22 个元素。

2）案例

（1）声明元组的方式：(元素 1，元素 2，元素 3)

（2）访问元组

（3）Map 中的键值对其实就是元组,只不过元组的元素个数为 2，称之为对偶

object Test_Tuple {
    def main(args: Array[String]): Unit = {
        // 创建元组
        val tuple: (Int, String, Boolean) = (1, "2", true)
        println(tuple)
        println("-------------------------")

        // 访问数据
        // _i属性代表着元组中第i个元素
        println(tuple._1)
        // productElement(index)，index是下标
        println(tuple.productElement(0))
        println("-------------------------")

        // 遍历元组数据
        for(elem <- tuple.productIterator) {
            println(elem)
        }

        // 嵌套元组
        val mulTuple = (1, 10, (1, 3, 5))
        println(mulTuple._3._1)
    }
}

7.集合常用函数

7.1 基本属性和常用操作

1）说明

（1）获取集合长度

（2）获取集合大小

（3）循环遍历

（4）迭代器

（5）生成字符串

（6）是否包含

2）案例

object Test_CommonOp {
    def main(args: Array[String]): Unit = {
        val list1: List[Int] = List(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)

        //（1）获取集合长度
        println(list1.length)
        println("---------------------------")
        //（2）获取集合大小,等同于 length
        println(list1.size)
        println("---------------------------")
        //（3）循环遍历
        list1.foreach(println)
        println("---------------------------")
        //（4）迭代器
        for (elem <- list1.iterator) {
            println(elem)
        }
        println("---------------------------")
        //（5）生成字符串
        println(list1.mkString(","))
        println("---------------------------")
        //（6）是否包含
        println(list1.contains(3))
        println("---------------------------")
    }
}

7.2 衍生集合

1）说明

（1）获取集合的头

（2）获取集合的尾（不是头的就是尾）

（3）集合最后一个数据

（4）集合初始数据（不包含最后一个）

（5）反转

（6）取前（后）n 个元素

（7）去掉前（后）n 个元素

（8）并集

（9）交集

（10）差集

（11）拉链

（12）滑窗

2）案例

object Test_DerivedCollection {
    def main(args: Array[String]): Unit = {
        val list1 = List(1, 3, 5)
        val list2 = List(10, 13)

        //（1）获取集合的头
        println(list1.head)
        println("----------------------------")
        //（2）获取集合的尾（并非最后一个元素）
        println(list1.tail)
        println("----------------------------")
        //（3）集合最后一个数据
        println(list1.last)
        println("----------------------------")
        //（4）集合初始元素（即不包含最后一个元素的其他元素集合）
        println(list1.init)
        println("----------------------------")
        //（5）反转
        println(list1.reverse)
        println("----------------------------")
        //（6）取前（后）n 个元素
        println(list1.take(2))
        println(list1.takeRight(2))
        println("----------------------------")
        //（7）去掉前（后）n 个元素
        println(list1.drop(2))
        println(list1.dropRight(2))
        println("----------------------------")
        //（8）并集
        // 如果是用set去做并集，会自动去重
        println(list1.union(list2))
        println(list1 ::: list2)
        println("----------------------------")
        //（9）交集
        println(list1.intersect(list2))
        println("----------------------------")
        //（10）差集
        println(list1.diff(list2))
        println(list2.diff(list1))
        println("----------------------------")
        // （11）拉链（将两个集合对应位置元素配对，形成二元组，如果某个集合有多余的部分则会直接去掉）
        println(list1.zip(list2))
        println(list2.zip(list1))
        println("----------------------------")
        // （12）滑窗
        // 获取大小为2的滑动窗口
        // list1.sliding(2)得到的是一个迭代器（iterator）
        // 结果解释：(1, 3, 5) 获取一个大小为二的滑动窗口，初始即为(1, 3)，进行滑动，即为(3, 5)
        // 若初始为(1, 3, 5, 10, 13)，窗口大小为3，则结果应为(1, 3, 5)，(3, 5, 10)，(5, 10, 13)
        // 可以设置第二个参数步长，即为窗口一次滑动的距离
        for(elem <- list1.sliding(2)) {
            println(elem)
        }
    }
}

7.3 集合计算简单函数

1）说明

（1）求和

（2）求乘积

（3）最大值

（4）最小值

（5）排序

2）案例

object Test_SimpleFunction {
    def main(args: Array[String]): Unit = {
        val list: List[Int] = List(1, 3, 5, 10, 13)
        val list2 = List(("1", 1), ("2", 2), ("3", 3))

        //（1）求和
        println(list.sum)
        println("----------------------------")
        //（2）求乘积
        println(list.product)
        println("----------------------------")
        //（3）最大值
        // 如果集合内部存在元组类型，则只取第一个进行比较
        println(list.max)
        // 对具体情况进行处理再来寻找最大值
        // println(list2.maxBy((tuple: (String, Int)) => tuple._2))
        // 简写形式
        println(list2.maxBy(_._2))
        println("----------------------------")
        //（4）最小值
        println(list.min)
        println(list2.minBy(_._2))
        println("----------------------------")
        //（5）排序
        // 5.1 sorted
        println(list.sorted)
        // 从大到小逆序排列
        println(list.sorted.reverse)
        // 传入隐式参数
        println(list.sorted(Ordering[Int].reverse))
        println("----------------------------")
        // 5.2 sortBy
        println(list2.sorted)
        println(list2.sortBy(_._2))
        println(list2.sortBy(_._2)(Ordering[Int].reverse))
        println("----------------------------")
        // 5.3 sortWith
        // 从小到大排序
        // println(list.sortWith((x, y) => x < y))
        // 简写形式
        println(list.sortWith(_ < _))
        // 从大到小排序
        // println(list.sortWith((x, y) => x > y))
        println(list.sortWith(_>_))
        println("----------------------------")
    }
}

（1）sorted

对一个集合进行自然排序，通过传递隐式的 Ordering

（2）sortBy

对一个属性或多个属性进行排序，通过一定的形式。

（3）sortWith

基于函数的排序，通过一个 comparator 函数，实现自定义排序的逻辑。

7.4 集合计算高级函数

1）说明

（1）过滤

遍历一个集合并从中获取满足指定条件的元素组成一个新的集合

（2）转化/映射（map）

将集合中的每一个元素映射到某一个函数

（3）扁平化

（4）扁平化+映射

注：flatMap 相当于先进行 map 操作，在进行 flatten 操作

集合中的每个元素的子元素映射到某个函数并返回新集合

（5）分组(group)

按照指定的规则对集合的元素进行分组

（6）简化（归约）

（7）折叠

2）案例

object Test_HighLevelFunction_Map {
    def main(args: Array[String]): Unit = {
        val list = List(1, 3, 5, 10, 13)

        // 过滤
        // 选取偶数
        // val evenList = list.filter(elem => elem % 2 == 0)
        val evenList = list.filter(_ % 2 == 0)
        println(evenList)
        // 选取奇数
        println(list.filter(_ % 2 == 1))
        println("----------------------------")

        // map映射
        // 将集合中每个数乘3
        println(list.map(_ * 3))
        println("----------------------------")

        // 扁平化
        val nestedList: List[List[Int]] = List(List(1, 3, 5), List(10, 13))

        val flatList = nestedList(0) ::: nestedList(1)
        println(flatList)

        val flatList2 = nestedList.flatten
        println(flatList2)
        println("----------------------------")

        // 扁平映射
        // 将一组字符串分词并保存为单词列表
        val strings: List[String] = List("hello scala", "hello spark", "hello java")
        val splitList: List[Array[String]] = strings.map(_.split(" "))
        val flattenList = splitList.flatten // 打散扁平化
        println(flattenList)

        val flatmapList = strings.flatMap(_.split(" "))
        println(flatmapList)
        println("----------------------------")

        // 分组groupBy
        // 分成奇偶两组
        val groupMap1: Map[String, List[Int]] = list.groupBy(data => {
            if(data % 2 == 0) "偶数" else "奇数"
        })
        println(groupMap1)
        // 简写形式
        val groupMap2: Map[Int, List[Int]] = list.groupBy(_ % 2)
        println(groupMap2)

        // 给定一组词汇，按单词首字母分组
        val wordList = List("china", "america", "test")
        println(wordList.groupBy(_.charAt(0)))
    }
}

3）集合转换操作(Reduce)

Reduce 简化（归约）：通过指定的逻辑将集合中的数据进行聚合，从而减少数据，最终获取结果。

案例

object Test_HighLevelFunction_Reduce {
    def main(args: Array[String]): Unit = {
        val list = List(1, 3, 5)

        // reduce
        // reduce底层是调用了reduceLeft
        println(list.reduce(_ + _))
        // 从左往右
        println(list.reduceLeft(_ + _))
        // 从右往左
        println(list.reduceRight(_ + _))
        println("-----------------------------------")

        val list2 = List(10, 13)
        println(list2.reduce(_ - _))
        println(list2.reduceLeft(_ - _))
        // 看reduceRight源码，可发现reduceRight实际还是从左往右
        println(list2.reduceRight(_ - _)) // ( 10 - (13))
    }
}

4）Fold方法

Fold 折叠：化简的一种特殊情况。

案例

object Test_Fold {
    def main(args: Array[String]): Unit = {
        val list = List(1, 3, 5)
        val list2 = List(10, 13, 10)

        // fold
        println(list.fold(10)(_ + _)) // 10 + 1 + 3 + 5
        println(list.foldLeft(10)(_ - _)) // 10 - 1 - 3 - 5
        // 仍是由左往右减，但首先应该用最后一个值减去初始值，具体实现可见源码
        // (10, 13, 10)，10 - (13 - (10 - 11))，-4
        println(list2.foldRight(11)(_ - _)) // 10 - (13 - 11)
    }
}

7.5 高级计算函数案例

合并Map

Map的合并会存在一种问题，例如map1 ++= map2，不存在的key会加入，但已存在的key会进行覆盖，在某些场

景下这样做反而不适用。

object Test_MergeMap {
    def main(args: Array[String]): Unit = {
        val map1 = mutable.Map("1" -> 1, "2" -> 2, "3" -> 3, "10" -> 1010, "13" -> 333)
        val map2 = Map("10" -> 10, "13" -> 13)

        // 在此处不能使用fold，只能使用foldLeft（map1与map2类型不同）
        val map3 = map2.foldLeft(map1) {
            (mergedMap, kv) => {
                val key = kv._1
                val value = kv._2
                mergedMap(key) = mergedMap.getOrElse(key, 0) + value
                mergedMap
            }
        }

        println(map3)
    }
}

7.6 普通WordCount案例

1）需求

单词计数：将集合中出现的相同的单词，进行计数，取计数排名前三的结果

2）需求分析

3）案例

object Test_CommonWordCount {
    def main(args: Array[String]): Unit = {
        val stringList: List[String] = List(
            "hello",
            "hello scala",
            "hello spark",
            "hello flink",
            "hello spark from scala"
        )

        // 对字符串进行切分，得到一个打散所有单词的列表
        // val wordList1: List[Array[String]] = stringList.map(_.split(" "))
        // val wordList2: List[String] = wordList1.flatten
        // println(wordList2)
        val wordList = stringList.flatMap(_.split(" "))
        println(wordList)
        println("-------------------------------")

        // 相同的单词进行分组
        val groupMap: Map[String, List[String]] = wordList.groupBy(word => word)
        println(groupMap)
        println("-------------------------------")

        // 对分组之后的List去长度来获取各个单词的个数
        val countMap: Map[String, Int] = groupMap.map(kv => (kv._1, kv._2.length))

        // 将map转为list，并排序取前三
        val sortList: List[(String, Int)] = countMap.toList.sortWith(_._2 > _._2).take(3)
        println(sortList)
    }
}

7.7 复杂WordCount案例

`object Test_ComplexWordCount {
    def main(args: Array[String]): Unit = {
        val tupleList: List[(String, Int)] = List(
            ("hello", 1),
            ("hello scala", 3),
            ("hello spark", 5),
            ("hello flink", 10),
            ("hello spark from scala", 13)
        )

        // 思路一：直接展开为普通版本
        val newStringList = tupleList.map(
            kv => {
                // 句子数目乘以数量，即包含了所有的词汇
                // 加一个空格是为了防止单词连在一起
                (kv._1.trim + " ") * kv._2
            }
        )
        println(newStringList)
        println("------------------------")

        // 之后操作与之前WordCount完全一致
        val wordCountList: List[(String, Int)] = newStringList
        .flatMap(_.split(" "))
        .groupBy(word => word)
        .map(kv => (kv._1, kv._2.length))
        .toList.sortWith(_._2 > _._2)
        .take(3)
        println(wordCountList)
        println("------------------------")

        // 思路二：直接基于预统计的结果进行转换
        // 将字符串打散成单词，并结合相应的个数包装成二元组
        val preCountList: List[(String, Int)] = tupleList.flatMap(
            tuple => {
                val strings: Array[String] = tuple._1.split(" ")
                strings.map(word => (word, tuple._2))
            }
        )
        println(preCountList)
        println("------------------------")

        // 对二元组按照单词进行分组
        val preCountMap: Map[String, List[(String, Int)]] = preCountList.groupBy(_._1)
        println(preCountMap)
        println("------------------------")

        // 叠加每个单词预统计的个数值
        val countMap: Map[String, Int] = preCountMap.mapValues(
            tupleList => tupleList.map(_._2).sum
        )
        println(countMap)
        println("------------------------")

        // 转换成List，排序取前三
        val countList: List[(String, Int)] = countMap.toList.sortWith(_._2 > _._2).take(3)
        println(countList)
    }
}

8.队列

1）说明

Scala 也提供了队列（Queue）的数据结构，队列的特点就是先进先出。进队和出队的方法分别为 enqueue 和

dequeue。

2）案例

object Test_Queue {
    def main(args: Array[String]): Unit = {
        // 创建一个可变队列
        val queue: mutable.Queue[String] = new mutable.Queue[String]()

        // 入队方法没有返回值（即返回值为空）
        queue.enqueue("a", "b", "c")
        println(queue)

        // 出队方法有返回值，返回值为出队的元素
        println(queue.dequeue())
        println(queue)

        // 不可变队列
        // 不可变队列本身不可改变
        val queue2 = Queue("a", "b", "c")
        val queue3 = queue2.enqueue("e")
        println(queue3)
    }
}

9.并行集合

1）说明

Scala 为了充分使用多核 CPU，提供了并行集合（有别于前面的串行集合），用于多核环境的并行计算。

2）案例

object Test_Parallel {
    def main(args: Array[String]): Unit = {
        val result: immutable.IndexedSeq[Long] = (1 to 100).map(
            x => Thread.currentThread.getId
        )
        println(result)

        // 有很多不同线程在执行，故结果与前者不同
        val result2: ParSeq[Long] = (1 to 100).par.map(
            x => Thread.currentThread.getId
        )
        println(result2)
    }
}