Scala核心编程_第05章_函数式编程

函数式编程基础

• 函数定义/声明
• 函数运行机制
• 递归//难点 [最短路径，邮差问题，迷宫问题, 回溯]
• 过程
• 惰性函数和异常

函数式编程高级

• 值函数(函数字面量)
• 高阶函数
• 闭包
• 应用函数
• 柯里化函数，抽象控制...

函数式编程定义

注释： 我想写函数点

一.什么是函数式编程？

函数式编程思想来源于伟大数学家阿隆佐设计的lambda验算，是指用函数来解决与计算相关的几乎所有问题。

和面向对象编程以对象为模块的思想一样，函数式编程是以函数为核心来组织模块的，这种组织方式更有利于写出模块化的代码。

二.函数式编程的基本准则

1.函数是"一等公民"

所谓一等公民是指，函数与我们平时所使用的其他数据类型地位一样：

（1）可以赋值给一个变量

（2）可以作为参数进行传递

（3）可以作为别的函数的返回值

（4）函数的创建不用依赖于类或者对象，而是和对象同级别，或者说函数本身就是一种对象。（python 就是这样）

在学习Scala中将方法、函数、函数式编程和面向对象编程明确一下：

2.尽量写"纯函数"

所谓纯函数是指，给定相同输入总能得到相同输出的函数。纯函数需要同时满足下面两个条件：

（1）函数的结果只依赖于输入的参数且与外部变量和环境无关——只要输入相同，返回值总是不变的。

（2）除了返回值外，不修改程序的外部状态（比如全局变量、入参）——FP中所有的变量都是final的，这样设计的原因是因为lambda验算只关心计算的结果而不关心每个状态的值。

总之，纯函数，就是指这样一个函数，对于相同的输入，永远得到相同的输出，它不依赖外部环境，也不会改变外部环境。如果不满足以上几个条件那就是非纯函数。

scala函数

scala函数的定义

基本语法

def 函数名 ([参数名: 参数类型], ...)[[: 返回值类型] =] {
语句...
return 返回值
}

1. Scala语法中任何的语法结构都可以嵌套其他语法结构(灵活)，即：函数中可以再声明/定义函数，类中可以再声明类 ，方法中可以再声明/定义方法
2. 函数声明关键字为def (definition)
3. [参数名: 参数类型], ...：表示函数的输入(就是参数列表), 可以没有。 如果有，多个参数使用逗号间隔
4. 函数中的语句：表示为了实现某一功能代码块
5. 函数可以有返回值,也可以没有
   • 返回值形式1: :T= 返回值类型 是T
   • 返回值形式2: 直接 = 表示返回值类型不确定，使用类型推导完成
   • 返回值形式3: Unit表示没有返回值，即使有return也 不生效
   • 如果没有return ,默认以执行到最后一行的结果作为返回值

函数返回值：

1. 返回值列表的数据类型可以是值类型和引用类型。
2. Scala中的函数可以根据函数体最后一行代码自行推断函数返回值类型。那么在这种情况下，return关键字可以省略
3. 因为Scala可以自行推断，所以在省略return关键字的场合，返回值类型也可以省略
4. 如果函数明确使用return关键字，那么函数返回就不能使用自行推断了,这时要明确写成 : 返回类型 = ，当然如果你什么都不写，即使有return 返回值为()
5. 如果函数明确声明无返回值（声明Unit），那么函数体中即使使用return关键字也不会有返回值
6. 如果明确函数无返回值或不确定返回值类型，那么返回值类型可以省略(或声明为Any)
7. 递归函数未执行之前是无法推断出来结果类型，在使用时必须有明确的返回值类型

案例参数：

  def fun1(i: Int,j: Int): Int = {
    return 1
  }
  def fun2(i: Int,j: Int): Int = {
     1
  }
//自动推导
  def fun3(i:Int)={
     1
  }
  def fun4(i:Int):Unit={
    return 1  //依旧返回()
  }

 

函数传参：

1. 函数的形参列表可以是多个, 如果函数没有形参，调用时可以不带()
2. 形参列表的数据类型可以是值类型和引用类型。
3. 默认传参：Scala函数的形参，在声明参数时，直接赋初始值(默认值)，这时调用函数时，如果没有指定实参，则会使用默认值。如果指定了实参，则实参会覆盖默认值。
4. 如果函数存在多个参数，每一个参数都可以设定默认值，那么这个时候，传递的参数到底是覆盖默认值，还是赋值给没有默认值的参数，就不确定了(默认按照声明顺序[从左到右])。在这种情况下，可以采用带名参数 
5. 不定长传参：Scala函数支持可变参数的不定长传参，这个 参数 是个集合, 通过 for循环 可以访问到各个值。
6. 默认传参和不定长传参不可以混用，否则报错；
7. scala 函数的形参默认是val的，因此不能在函数中进行修改.

函数的调用

函数的调用机制

 

函数的递归调用

 

过程

基本介绍

将函数的返回类型为Unit的函数称之为过程(procedure)，如果明确函数没有返回值，那么等号可以省略

案例说明：

注意：

注意区分: 如果函数声明时没有返回值类型，但是有 = 号，可以进行类型推断最后一行代码。这时这个函数实际是有返回值的，该函数并不是过程。(这点在讲解函数细节的时候讲过的.)

开发工具的自动代码补全功能，虽然会自动加上Unit，但是考虑到Scala语言的简单，灵活，最好不加.

惰性函数

惰性计算

惰性计算（尽可能延迟表达式求值）是许多函数式编程语言的特性。惰性集合在需要时提供其元素，无需预先计算它们，这带来了一些好处。

1. 可以将耗时的计算推迟到绝对需要的时候。
2. 可以创造无限个集合，只要它们继续收到请求，就会继续提供元素。

函数的惰性使用能够得到更高效的代码。Java 并没有为惰性提供原生支持，Scala提供了。

介绍

当函数返回值被声明为lazy时，函数的执行将被推迟，直到我们首次对此取值，该函数才会执行。这种函数我们称之为惰性函数，在Java的某些框架代码中称之为懒加载(延迟加载)。

object HelloScala {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //惰性加载 这里并没有直接sum()
    lazy val res = sum(10, 20)
    println("-----------------")
    println("res=" + res) //在要使用res 前，才执行 }

  }


  def sum(n1: Int, n2: Int): Int = {
    println("sum() 执行了..")
    return n1 + n2
  }
  
}

注意：

lazy 不能修饰 var 类型的变量
不但是 在调用函数时，加了 lazy ,会导致函数的执行被推迟，我们在声明一个变量时，如果给声明了 lazy ,那么变量值得分配也会推迟。