Scala入门学习笔记四--List使用

前言

本篇将介绍一个和Array很相似的集合List,更多内容请参考：Scala教程

本篇知识点概括

• List的构造
• List与Array的区别
• List的常用方法
• List伴生对象的方法
• ::和:::操作符的介绍

Scala中使用List

Scala是函数式风格与面向对象共存的编程语言，方法不应该有副作用是函数风格编程的一个重要的理念。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)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以为着使对象不可变。
前面一章介绍的Array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。因此，Array是可变的对象。
说到共享相同类型的不可变对象类型，Scala的List类才是。和数组一样，List[String]包含的仅仅是String。Scala的List不同于Java的java.util.List，总是不可变的(Java的List是可变)。更准确的说法，Scala的List是设计给函数式风格的编程用的。

（1）List类型定义以及List的特点：

``` //字符串类型List scala> val fruit=List("Apple","Banana","Orange") fruit: List[String] = List(Apple, Banana, Orange)

//前一个语句与下面语句等同
scala> val fruit=List.apply("Apple","Banana","Orange")
fruit: List[String] = List(Apple, Banana, Orange)

//数值类型List
scala> val nums=List(1,2,3,4,5)
nums: List[Int] = List(1, 2, 3, 4, 5)

//多重List，List的子元素为List
scala> val list = List(List(1, 2, 3), List("adfa", "asdfa", "asdf"))
list: List[List[Any]] = List(List(1, 2, 3), List(adfa, asdfa, asdf))

//遍历List
scala> for(i <- list; from=i; j<-from)println(j)
1
2
3
adfa
asdfa
asdf

<p><b>（2）List与Array的区别：</b></p>
1、List一旦创建，已有元素的值不能改变，可以使用添加元素或删除元素生成一个新的集合返回。
如前面的nums，改变其值的话，编译器就会报错。而Array就可以成功

scala>nums(3)=4
:10: error: value update is not a member of List[Int]
nums(3)=4
^

2、List具有递归结构(Recursive Structure),例如链表结构  
List类型和气他类型集合一样，它具有协变性(Covariant),即对于类型S和T，如果S是T的子类型，则List[S]也是List[T]的子类型。  
例如:

scala>var listStr:List[Object] = List("This", "Is", "Covariant", "Example")
listStr:List[Object] = List(This, Is, Covariant, Example)

//空的List,其类行为Nothing,Nothing在Scala的继承层次中的最底层
//,即Nothing是任何Scala其它类型如String,Object等的子类
scala> var listStr = List()
listStr:List[Nothing] = List()

scala>var listStr:List[String] = List()
listStr:List[String] = List()

<p><b>（3）List常用构造方法</b></p>

//1、常用::及Nil进行列表构建
scala> val nums = 1 :: (2:: (3:: (4 :: Nil)))
nums: List[Int] = List(1, 2, 3, 4)

//由于::操作符的优先级是从右向左的，因此上一条语句等同于下面这条语句
scala> val nums = 1::2::3::4::Nil
nums:List[Int] = List(1, 2, 3, 4)
至于::操作符的使用将在下面介绍

<p><b>（4）List常用操作</b></p>
```java
//判断是否为空
scala> nums.isEmpty
res5: Boolean = false

//取第一个元素
scala> nums.head
res6: Int = 1

//取列表第二个元素
scala>nums.tail.head
res7: Int = 2

//取第三个元素
scala>nums.tail.tail.head
res8: Int = 3

//插入操作
//在第二个位置插入一个元素
scala>nums.head::(3::nums.tail)
res11: List[Int] = List(1, 3, 2, 3, 4)

scala> nums.head::(nums.tail.head::(4::nums.tail.tail))
res12: List[Int] = List(1, 2, 4, 3, 4)

//插入排序算法实现
def isort(xs: List[Int]):List[Int] = {
    if(xs.isEmpty) Nil
    else insert(xs.head, issort(xs.tail))
}

def insert(x:Int, xs:List[Int]):List[Int] = {
    if(xs.isEmpty || x <= xs.head) x::xs
    else xs.head :: insert(x, xs.tail)
}

//连接操作
scala>List(1, 2, 3):::List(4, 5, 6)
res13: List[Int] = List(1, 2, 3, 4, 5, 6)

//去除最后一个元素外的元素，返回的是列表
scala> nums.init
res13: List[Int] = List(1, 2, 3)

//取出列表最后一个元素
scala>nums.last
res14: Int = 4

//列表元素倒置
scala> nums.reverse
res15: List[Int] = List(4, 3, 2, 1)

//一些好玩的方法调用
scala> nums.reverse.reverse == nums


//丢弃前面n个元素
scala>nums drop 3
res16: List[Int] = List(4)

//获取前面n个元素
scala>nums take 1
res17: List[Int] = List[1]

//将列表进行分割
scala> nums.splitAt(2)
res18: (List[Int], List[Int]) = (List(1, 2),List(3, 4))

//前一个操作与下列语句等同
scala> (nums.take(2),nums.drop(2))
res19: (List[Int], List[Int]) = (List(1, 2),List(3, 4))

//Zip操作
scala> val nums=List(1,2,3,4)
nums: List[Int] = List(1, 2, 3, 4)

scala> val chars=List('1','2','3','4')
chars: List[Char] = List(1, 2, 3, 4)

//返回的是List类型的元组(Tuple），返回的元素个数与最小的List集合的元素个数一样
scala> nums zip chars
res20: List[(Int, Char)] = List((1,1), (2,2), (3,3), (4,4))

//List toString方法
scala> nums.toString
res21: String = List(1, 2, 3, 4)

//List mkString方法
scala> nums.mkString
res22: String = 1234

//转换成数组
scala> nums.toArray
res23: Array[Int] = Array(1, 2, 3, 4)

（5）List伴生对象方法

``` //apply方法 scala> List.apply(1, 2, 3) res24: List[Int] = List(1, 2, 3)

//range方法，构建某一值范围内的List
scala> List.range(2, 6)
res25: List[Int] = List(2, 3, 4, 5)

//步长为2
scala> List.range(2, 6,2)
res26: List[Int] = List(2, 4)

//步长为-1
scala> List.range(2, 6,-1)
res27: List[Int] = List()

scala> List.range(6,2 ,-1)
res28: List[Int] = List(6, 5, 4, 3)

//构建相同元素的List
scala> List.make(5, "hey")
res29: List[String] = List(hey, hey, hey, hey, hey)

//unzip方法
scala> List.unzip(res20)
res30: (List[Int], List[Char]) = (List(1, 2, 3, 4),List(1, 2, 3, 4))

//list.flatten，将列表平滑成第一个无素
scala> val xss =
| List(List('a', 'b'), List('c'), List('d', 'e'))
xss: List[List[Char]] = List(List(a, b), List(c), List(d, e))
scala> xss.flatten
res31: List[Char] = List(a, b, c, d, e)

//列表连接
scala> List.concat(List('a', 'b'), List('c'))
res32: List[Char] = List(a
, b, c)

<p><b>（6）::和:::操作符介绍</b></p>
List中常用'::',发音为"cons"。Cons把一个新元素组合到已有元素的最前端，然后返回结果List。

scala> val twoThree = List(2, 3)
scala> val oneTwoThree = 1 :: twoThree
scala> oneTwoThree
oneTwoThree: List[Int] = List(1, 2, 3)

上面表达式"1::twoThree"中，::是右操作数，列表twoThree的方法。可能会有疑惑。表达式怎么是右边参数的方法，这是Scala语言的一个例外的情况:如果一个方法操作符标注，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。  
List有个方法叫":::"，用于实现叠加两个列表。

scala> val one = List('A', 'B')
val one = List('A', 'B')
scala> val two = List('C', 'D')

scala> one:::two
res1: List[Char] = List(A, B, C, D)

下面是List的方法列表：  
![Listf方法](http://images2015.cnblogs.com/blog/633343/201607/633343-20160702163214781-1434972880.jpg)

![List方法](http://images2015.cnblogs.com/blog/633343/201607/633343-20160702163229968-495841413.jpg)

<p style="color:red">注意:</p>
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。