第5章 函数式编程

news2024/11/24 0:08:01

第5章 函数式编程

5.1 函数式编程思想

  1. 在之前的学习中，我们一直学习的就是面向对象编程，所以解决问题都是按照面向对象的方式来处理的。比如用户登陆，但是接下来，我们会学习函数式编程，采用函数式编程的思路来解决问题。scala编程语言将函数式编程和面向对象编程完美地融合在一起了。
  • 面向对象编程

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

  • 函数式编程

    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。

5.2 函数基础

  1. 基本语法

    image​

  2. 函数与方法的区别

    image​

    package chapter05

object Test01_FunctionAndMethod {
  // main方法,方法和函数差不多，可以统称为函数
  // 函数定义在任何地方，方法定义在类内
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 1. 定义函数
    def sayHi(name: String): Unit = {
      println("hi, " + name)
    }

    // 调用函数
    sayHi("scc")
    // 2. 调用对象的方法
    Test01_FunctionAndMethod.sayHi("scc")

    val result = Test01_FunctionAndMethod.sayHello("Alice")
    println(result)
  }

  // 2. 定义对象的方法
  def sayHi(name: String): Unit = {
    println("Hi, " + name)
  }

  def sayHello(name: String): String = {
    println("Hi, " + name)
    "Hello"
  }

}

  3. 函数的定义，六种情况

    package chapter05

object Test01_FunctionDefine {
  def main(args: Array[String]): Unit = {

    // 定义函数
    def f1(): Unit = {
      println("1. 无参，无返回值")
    }

    println(f1())

    def f2(): Int = {
      println("2. 无参，有返回值")
      2
    }

    println(f2())


    def f3(name: String): Unit = {
      println("3. 有参，无返回值" + name)
    }

    println(f3("scc"))

    def f4(name: String): Int = {
      println("4. 有参，有返回值")
      2
    }

    println(f4("scc"))

    def f5(name1: String, name2: String): Int = {
      println("5. 多参，有返回值" + name1 + name2)
      2
    }

    //    f5("scc", "zyy")
    println(f5("scc", "zyy"))

    def f6(name1: String, name2: String): Unit = {
      println("6. 多参，无返回值" + name1 + name2)
    }

    println(f6("scc", "zyy"))
  }
}

  4. 函数参数，4种用法

    package chapter05

//函数参数特殊用法，四种
object Test03_FunctionParameter {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 1. 可变参数
    def f1(str: String*): Unit = {
      println(str)
    }

    f1("scc")
    f1("scc", "zyy", "520")


    // 2. 多个参数，可变参数在后
    def f2(str1: String, str2: String*): Unit = {
      println("str1: " + str1 + " str2: " + str2)
    }

    f2("scc")
    f2("scc", "zyy", "520")


    // 3. 参数默认值,放在最后
    def f3(name: String = "atNanJing"): Unit = {
      println("name: " + name)
    }

    f3()

    // 4. 带名参数
    def f4(name: String = "zyy", age: Int): Unit = {
      println(s"name: ${name} age is ${age}")
    }

    f4(name = "scc", age = 21)
    f4(age = 21)
  }
}

  5. 函数至简原则

    所谓的至简原则，其实就是Scala的编译器为了提高开发效率。帮助我们将函数声明中能简化的地方全部都进行了简化。也就是说将函数声明中那些能省的地方全部都省掉。所以简单来说就是：能省则省

    package chapter05

object Test04_Simplify {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 定义函数
    def f0(name: String): String = {
      return name
    }

    println(f0("scc"))


    // 1. 省略return
    def f1(name: String): String = {
      name
    }

    println(f1("scc"))


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

    println(f2("scc"))

    // 3. 函数返回值如果能推断出来，则省略返回值类型，相当于数学函数f3(x)=x
    def f3(name: String) = name

    // 4. 如果定义了return，则不能省略返回值类型
    def f4(name: String): String = {
      return name
    }

    // 5. 如果函数声明为Unit，那么即使函数体使用return关键字，也不起作用
    def f5(name: String): Unit = {
      return name
    }

    // 6. 如果Scala期望无返回值类型，则等号可以省略，叫做过程
    def f6(name: String) {
      println(name)
    }

    // 7. 如果函数没有参数，但是声明的时候加上了小括号，那么调用的时候，小括号可加可不加
    def f7() {
      println("7. 如果函数没有参数，但是声明的时候加上了小括号，那么调用的时候，小括号可加可不加")
    }

    f7()
    f7

    // 8. 如果函数没有参数，那么声明的时候可以省略小括号，在调用的时候，小括号不能加
    def f8 {
      println("8. 如果函数没有参数，那么声明的时候可以省略小括号，在调用的时候，小括号不能加")
    }

    f8

    // 9. 如果不关系函数名称，只关心逻辑处理，则可以省略def和函数名称，此时为匿名函数或者lambda表达式，区别为=>
    (name: String) => {
      println(name)
    }
  }

}

5.3 高阶函数-匿名函数

  1. 匿名函数lambda及简化原则

    package chapter05

object Test05_Lambda {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 1. 函数类型，String => Unit
    val fun: String => Unit = (name: String) => {
      println(name)
    }

    fun("atguigu")

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

    // 2. 定义一个函数，以匿名函数作为参数传入
    def f(func: String => Unit): Unit = {
      func("匿名函数")
    }

    f(fun)

    // 3. 匿名函数作为参数传入，类似于传入数据处理逻辑op，处理已经准备好的数据
    f((name: String) => {
      println(name)
    })


    // 4. 匿名函数至简原则，匿名函数，参数类型可以省略，会根据形参自动推断
    f((name) => {
      println(name)
    })


    // 5. 匿名函数至简原则，匿名函数，只有一个参数，省略括号
    f(name => {
      println(name)
    })

    //6. 匿名函数至简原则， 匿名函数，函数体只有一行，大括号可以省略
    f(name => println(name))


    // 6. 匿名函数至简原则，匿名函数，如果参数只出现一次，则参数和lambda表达式箭头=>可以省略，并且后面参数用_代替
    f(println(_))

    // 7. 如果能够判断println是一个函数体，而不是调用语句，则省略下划线
    f(println)


    // 实际示例，定义一个“二元运算”函数，只操作1和2两个数，但是具体运算通过参数传入
    def dualFunctionOneAndTwo(func: (Int, Int) => Int): Int = {
      func(1, 2)
    }

    dualFunctionOneAndTwo((num1, num2) => {
      num1 + num2
    })

    dualFunctionOneAndTwo(_ * _)

  }

}

  2. 函数高阶操作

    • 函数作为值进行传递,注意下划线_,此时为function对象
    • 函数作为参数进行传递
    • 函数作为函数返回值进行返回
    package chapter05

// 函数作为值进行传递
object Test06_HighOrderFunction {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    def f(n: Int): Int = {
      println("f调用")
      n + 1
    }

    def fun(): Int = {
      println("fun调用")
      1
    }

    val result: Int = f(123)
    println(result)

    //1. 函数作为值进行传递,注意下划线_,此时为function对象
    val f1: Int => Int = f
    val f2 = f _

    println(f1)
    println(f1(1))
    println(f2)
    println(f2(1))

    // 函数赋值
    val f3: () => Int = fun
    val f4: () => Int = fun _

    println(f3)
    println(f4)


    // 2. 函数作为参数进行传递
    // 定义二元运算参数
    def dualEval(op: (Int, Int) => Int, a: Int, b: Int): Int = {
      op(a, b)
    }

    println(dualEval((a, b) => {
      a + b
    }, a = 1, b = 2))
    println(dualEval((a, b) => {
      a - b
    }, a = 1, b = 2))

    // 3. 函数作为函数返回值进行返回
    def f5() = {
      def f6(a: Int) = {
        println("f6调用" + a)
      }

      f6 _ //将函数直接返回，而不是函数调用
    }

    val f7 = f5()
    println(f7)
    println(f7(10))
    // 函数科里化吧?
    println(f5()(10))
  }
}

  3. 函数高阶操作实践

    package chapter05

object Test07_Practice_CollectionOperation {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 对数组进行处理，将操作抽象出来，处理完毕之后的结果返回一个新的数组
    val arr = Array(1, 2, 3, 4, 5)

    // 对数组进行处理，将操作抽象出来，处理完毕之后的结果返回一个新的数组
    def arrayOperation(array: Array[Int], op: Int => Int): Array[Int] = {
      array.map(op)
    }

    // 定义一个加一操作
    val fun = (num: Int) => {
      num + 1
    }

    def addOne(num: Int): Int = {
      num + 1
    }

    arrayOperation(arr, fun).foreach(println)
    arrayOperation(arr, addOne).foreach(println)
  }

}

  4. 函数柯里化和闭包

    image

    image

    闭包推荐使用柯里化写法

    image​

  5. 递归 pass

  6. 控制抽象

    1. 传值参数

      image​

    2. 传名参数，传入的是代码块

      注意a:=>Int 表示传入代码块，返回值为Int

      image

      直接传入代码块

      image

  7. 惰性加载 lazy

    指函数​前面加了lazy关键字，和控制抽象差不多，可能节约资源吧

    ​

    image

    例子：

    image

    当调用两次时，result值被计算出来，因此不需要再次调用，此处和控制抽象中传名参数不一样

    image​​​

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