5.7　Scala的函数式编程功能

5.7　Scala的函数式编程功能

前面说过，函数式编程的思维模式与命令式编程不同。这里介绍几个与函数式编程相关的主题：

使用函数遍历集合；
映射-过滤-归约设计模式；
柯里化。

5.7.1　使用函数遍历集合

在函数式编程中，很少使用for或while循环来遍历数组和集合，并在循环体中处理每个元素。相反，将对数组或集合实例调用一个在内部对其进行遍历的方法，这个方法将一个lambda函数作为参数，并对每个元素调用这个函数：

var a = List[Int]($text-5, 10, 15, 20, 25)
a.foreach((x: Int) => println("%03d".format(x)))

这将打印005、010、015、020和025，其中使用了Java类java.lang.String的方法format来确保打印出来的整数包含三位（不够时在前面添加零）。

5.7.2　映射-过滤-归约设计模式

与函数式编程相关的一种著名的设计模式是映射-过滤-归约。下面分别来介绍这些模式：

映射；
过滤；
归约。
映射——对数据进行变换

需要对数组或集合的每个元素都进行变换时，可使用方法map：

var a = List[Int]($text-1, 2, 3)
var b = a.map((x: Int) => 2 * x)
println(b)

这将打印List(2, 4, 6)。

方法map将一个这样的lambda函数作为参数，即包含一个类型与数组或集合元素相同的输入参数。在这里，我们创建了一个lambda函数，它接受类型为Int的参数x，并返回2 * x。对于每个元素，函数map都将调用传入的函数，从而创建一个新的列表。

过滤——过滤集合或数组中的元素

数组和集合类都实现了方法filter，使用它可将集合或数组中的元素剔除，这是通过传递一个函数实现的：这个函数返回一个布尔值，指出是否要将传递给它的元素保留在过滤后的列表或数组中：

var a = List[Int]($text-100, 150, 200, 300)
var b = a.filter((x: Int) => x > 150)
println(b)

打印的结果为List(200, 300)。由于100和150都不大于150，因此对于这些元素，传递给filter的函数将返回false，导致它们都不会添加到结果中。

归约——执行计算

传递给方法reduce的lambda函数接受两个参数：初值和当前元素。返回的值将作为下次调用的初值。下面的示例将元素的值累加：

var a = List[Int]($text-10, 20, 30, 40, 50)
var b = a.reduce((x: Int, y: Int) => x + y)
println(b)

这将打印结果150。再来看一个示例，它使用了Scala运算符max：

var a = List[Int]($text-100, 2, 30, 60, 555)
var b = a.reduce((x: Int, y: Int) => x max y)
println(b)

这将打印555。运算符max返回两个值中较大的那个。正如你可能预期的，Scala还提供了运算符min。

　与本章介绍的其他所有运算符一样，在Int类中，运算符min和max也是以方法的方式实现的。

5.7.3　柯里化

在Scala中，可向方法或函数提供多个参数列表：

class CurryingTest {
  def curryingMethod(a: Int, b: Int)(c: Int): Int = {
    a * b * c
  }
}

这被称为柯里化（currying）。在上述方法定义中，有两组输入参数，其中一组包含参数a和b，而另一组只包含参数c。调用这个方法时，要指定所有的参数，必须像下面这样做：

var c = new CurryingTest()
var result = c.curryingMethod(2, 3)(4)
println(result)

与预期的一样，这将返回24。如果只能在程序中这样调用这个方法，柯里化将毫无意义。在需要将函数传递给方法或函数时（这在函数式编程中很常见），柯里化很有用。下面是一个这样的示例：

def doCurrying(x: Int, fun: Int => Int): Int = {
  fun(x)
}
var result = doCurrying(30, c.curryingMethod(10, 20))
println(result)

这将打印6000。下面来粗略地解释一下这些代码。

(1) 方法doCurrying接受两个参数。

x：一个Int实例。
fun：接受一个Int参数并返回一个Int实例的函数。

(2) 函数doCurrying调用函数fun，将x作为输入参数传递给它，并返回函数fun的值。

(3) 调用函数doCurrying时，Scala创建一个临时的匿名（意味着没有名称）函数，这个函数使用第一组参数（a=10和b=20）调用传入的方法curryingMethod。创建的函数还需要一组参数（在这里，这组参数值只包含参数c），这样它才能执行curryingMethod。因此，生成的函数需要一个Int输入参数。

(4) 由于生成的匿名临时函数的签名与定义Int => Int兼容（接受一个Int输入参数并返回一个Int值），Scala编译器将这个生成的函数作为doCurrying的输入参数。

(5) 方法doCurrying执行传递给它的函数（这里是生成的匿名函数），并将x作为输入参数传递给它。至此，两组参数都有了，生成的匿名函数可以使用全部三个参数调用方法c.curryingMethod了。编译器知道这将返回一个Int，与doCurrying的返回类型相同。

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