Scala学习笔记 A2/L1篇 - 高阶函数 Higher-O

教材：快学Scala

chapter 12. 高阶函数 Higher-Order Functions

12.1 functions as values

• 方法(method)和函数(function)是不一样的，method不是值，function是值
• method用def定义 function可以赋值给一个val
• 方法转换成函数： val func = 方法 _ Scala无法直接操作(manipulate)方法，只能直接操作函数
• 函数的用法：1.调用 2.传递(到变量/到另一个函数)

12.2 匿名函数

(x: Double) => 3 * x

scala> val triple = (x: Double) => 3*x // 定义函数
triple: Double => Double = <function1>

scala> def triple(x: Double) = 3*x // 定义方法
triple: (x: Double)Double

• 函数参数可以不用圆括号()用花括号{}括住
  e.g.
  Array(3.14, 1.42, 2.0).map{ (x: Double) => 3 * x } 其中
  (x: Double) => 3 * x是函数map的参数！！

12.3 函数作为参数

• 作为参数的函数，它的类型写作 (参数类型) => 结果类型
• 带函数参数的函数叫做高阶函数(higher-order function)

12.4 参数类型推断 Parameter Inference

• 在必要信息给出的前提下Scala可自动推断参数属于什么类型

def quarter(f: (Double) => Double) = f(0.25) // 类型为((Double) => Double) => Double
quarter((x: Double) => 3 * x)
quarter((x) => 3 * x) // 从传入参数类型为(Double) => Double) 知道x的类型为Double 可省略
quarter(x => 3 * x) // 只有一个参数(x) 可写成x
quarter(3 * _) // 如果x在=>右侧只出现一次，可以用_代替x

12.5 一些有用的高阶函数

• 通用原则：如果你要的是一个序列的值，那么想办法从一个简单的序列转化得出
  (1 to 9).map("*" * _).foreach(println _)
(1 to 9).filter(_ % 2 == 0) // 2,4,6,8
  (1 to 9).reduceLeft(_ * _) // 从左到右reduce (..((1 * 2) * 3) * ... * 9)
  (1 to 9).foldLeft(100)(_ + _) // 145 与reduceLeft区别是提供了迭代初始值
  "Mary has a little lamb".split(" ").sortWith(_.length < _.length)
  等价于
  "Mary has a little lamb".split(" ").sortWith((a: String, b: String) => a.length < b.length)

12.6 闭包 Closures

• A closure consists of code together with the definitions of any nonlocal variables that the code uses.
• Java 8支持一种形式上受限的闭包

12.7 SAM转换

• 背景：Java不支持函数参数，需要将动作放进一个实现某接口的类中，再传递类的实例作为参数
• 这种接口通常只有单个抽象方法(Single Abstract Method) Java中被称为SAM类型
• 问题：如何实现函数参数 -> SAM参数的转换？
• 答案：隐式转换(implicit)语法，通过自定义隐式转换实现需求

implicit def makeAction(action: (ActionEvent) => Unit) = // action: 函数参数
new ActionListener {                                     // ActionListener: 需要转换成的实例
    override def actionPerformed(event: ActionEvent) { action(event) }  // actionPerformed: SAM
}
// 效果：在所有预期ActionListener对象的地方传入任何(ActionEvent)=>Unit函数

12.8 柯里化 Currying

def mulOneAtATime(x: Int)(y: Int) = x * y

• 用途：把多参数中的某个参数单独拎出来，提供用于类型推断的信息

val a = Array("hello", "world")
val b = Array("Hello", "World")
a.corresponds(b)(_.equalsIgnoreCase(_))

corresponds的定义为
def corresponds[B](that: Seq[B])(p: (A, B) => Boolean): Boolean
通过that参数知道B类型，用来推断函数p的输入类型

12.9 控制抽象 Control Abstractions

• 函数是"头等公民"：一系列语句 -> 不带参数也没有返回值的函数
• "不带参数也没有返回值的函数" 的函数类型：() => Unit

def runInThread(block: () => Unit) { // 输入是一个过程(控制结构)，表现为一个"不带参数也没有返回值的函数"block
    new Thread {
        override def run() { block() }
    }.start()
}

// 调用：{}内的是runInThread的参数，一个无参数无返回的函数
runInThread { () => println("Hi"); Thread.sleep(1000); println("Bye") }

想在调用中省略()=>写法，使用call-by-name(换名调用)

def runInThread(block: => Unit) { // call-by-name语法：参数名:=>类型
    new Thread {
        override def run() { block } // block不加()
    }.start()
}

// 调用：不用加()=>
runInThread { println("Hi"); Thread.sleep(1000); println("Bye") } 

• call-by-name参数：函数被调用的时候，参数表达式不会被求值，而在函数体内每次出现都会求值一次
• call-by-value参数：就是普通的参数，函数被调用的时候会被求值，然后函数体内每次出现都不会重新计算

def until(condition: => Boolean)(block: => Unit) {
    if (!condition) {
        block
        until(condition)(block)
    }
}

var x = 10
until (x == 0) {
    x -= 1
    println(x)
}

12.10 return表达式

• return在Scala的作用：函数A的函数体内定义了匿名函数B，若B的函数体内使用return语句，则直接跳出A

def indexOf(str: String, ch: Char): Int = {
    var i = 0
    until (i == str.length) {
        if (str(i) == ch) return i // 直接跳出indexOf
        i += 1
    }
    return -1
}

练习答案

1. def values(fun: (Int) => Int, low: Int, high: Int) = (low to high) zip ((low to high).map(fun))
2. reduceLeft(max(_,_))
3. fibo(x: Int) = if(x != 0) (1 to x).reduceLeft(_*_) else 1
4. fibo(x: Int) = (1 to x).foldLeft(1)(_*_)
5. def largest(fun:(Int)=>Int, inputs:Seq[Int]) = inputs.map(fun).reduceLeft(max(_,_))
6. def largestAt(fun:(Int)=>Int, inputs:Seq[Int]) = inputs.zip(inputs.map(fun)).reduceLeft((a, b) => if (a._2 > b._2) a else b )._1

def adjustToPair[A, B, C](fun: (A, B) => C) = (pair: (A, B)) => fun(pair._1, pair._2) 
(1 to 10).zip((11 to 20)).map(adjustToPair[Int, Int, Int](_+_))

8. Array("i", "am", "cat").corresponds(Array(1, 2, 3))(_.length == _)

def myCorresponds[A, B](iThis: Seq[A], iThat: Seq[B], p: (A, B) => Boolean): Boolean = {
    val pairs = iThis zip iThat
    // pairs.map(adjustToPair[A, B, Boolean](p)).filter(_ == false).length == 0
    // 看完13.8以后学到的新姿势
    pairs.map(adjustToPair[A, B, Boolean](p)).forall(_ == true)
}

10. def unless(condition: => Boolean)(block: => Unit) = if (!(condition)) { block }