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面向 Java 开发人员的 Scala 指南

Ted Neward 将和您一起深入探讨 Scala 编程语言。在本系列专栏中，您将深入了解

Sacla，并在实践中看到 Scala 的语言功能。进行比较时，Scala 代码和 Java 代码将放在一

起展示，但（您将发现）Scala 中的许多内容与您在 Java 编程中发现的任何内容都没有直

接关联，而这正是 Scala 的魅力所在！如果用 Java 代码就能够实现的话，又何必再学习

Scala 呢？

由 dongfengyee（东风雨）整理

此文摘自developerWorks 中国

的 Java technology 系列

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关于本系列

Ted Neward 潜心研究 Scala 编程语言，并带您跟他

一起徜徉。在这个新的 developerWorks

系列中，您

将深入了解 Scala，并在实践中看到 Scala 的语言功

能。在进行相关比较时，Scala 代码和 Java 代码将放

在一起展示，但（您将发现）Scala 中的许多内容与您

在 Java 编程中发现的任何内容都没有直接关联，而这

正是 Scala 的魅力所在! 毕竟，如果 Java 代码可以做

到的话，又何必学习 Scala 呢？

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本系列的更多信息:

面向 Java 开发人员的 Scala 指南

本文内容包括：

我将始终爱着你 ……

一种可伸缩语言

函数概念

开始认识您

将函数和表单最终结合起来

您说的是闭包吗？

匿名函数，您的函数是什么？

结束语

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面向 Java 开发人员的 Scala 指南: 面向

对象的函数编程

了解 Scala 如何利用两个领域的优点

级别：初级

Ted Neward, 主管, Neward & Associates

2008 年 2 月 04 日

在历史上，Java™ 平台一直属于面向对象编程的领域，但是现在，甚至 Java 语言的坚定支持者也开始

注意应用程序开发中的一种新趋势：函数编程。在这个新的系列中，Ted Neward 介绍了 Scala，一种针对 JVM 将函数和面向对象技

术组合在一起的编程语言。在本文中，Ted 将举例说明您为何应该花时间学习 Scala（例如并发），并介绍如何快速从中受益。

您永远不会忘记您的初恋！

对于我来说，她的名字是 Tabinda (Bindi) Khan。那是一段愉快的少年时光，准确地说是在七年级。她很美丽、聪明，而最好的是，她常常因我的笨拙的

笑话而乐不可支。在七年级和八年级的时间里，我们经常 “出去走走”（那时我们是这么说的）。但到了九年级，我们分开了，文雅一点的说法是，她厌倦了

连续两年听到同样的笨拙的男孩笑话。我永远都不会忘记她（特别是因为我们在高中毕业 10 周年聚会时再次相遇）；但更重要的是，我将永远不会失去这

些珍贵的（也许有点言过其实）回忆。

Java 编程和面向对象是许多程序员的 “初恋”，我们对待它就像对待 Bindi 一样尊重和完全的

爱慕。一些开发人员会告诉您 Java 将他们从内存管理和 C++ 的炼狱中解救出来了。其他一

些人会告诉您 Java 编程使他们摆脱了对过程性编程的绝望。甚至对于一些开发人员来

说，Java 代码中的面向对象编程就是 “他们做事情的方式”。（嘿嘿，如果这对我爸爸，以及

爷爷有用该多好！）

然而，时间最终会冲淡所有对初恋的记忆，生活仍然在继续。感情已经变了，故事中的主角也

成熟了（并且学会了一些新笑话）。但最重要的是，我们周围的世界变了。许多 Java 开发人

员意识到尽管我们深爱 Java 编程，但也应该抓住开发领域中的新机会，并了解如何利用它

们。

我将始终爱着你 ……

在最近五年中，对 Java 语言的不满情绪逐渐增多。尽管一些人可能认为 Ruby on Rails 的发展是主要因素，但是我要争辩的是，RoR（被称为 Ruby 专

家）只是结果，而非原因。或者，可以更准确地说，Java 开发人员使用 Ruby 有着更深刻、更隐伏的原因。

简单地说，Java 编程略显老态了。

或者，更准确地说，Java 语言略显老态了。

考虑一下：当 Java 语言最初诞生时，Clinton（第一位）在办公室中，很少有人使用 Internet，这主要是因为拨号是在家里使用网络的惟一方式。博客还

没有发明出来，每个人相信继承是重用的基本方法。我们还相信，对象是为对世界进行建模的最好方法，摩尔定律将永远统治着世界。

实际上，摩尔定律引起了行业内许多人的特别关注。自 2002/2003 年以来，微处理器技术的发展使得具有多个 “内核” 的 CPU 得以创造出来：本质上是一

个芯片内具有多个 CPU。这违背了摩尔定律，摩尔定律认为 CPU 速度将每隔 18 个月翻一倍。在两个 CPU 上同时执行多线程环境，而不是在单个 CPU 上

执行标准循环周期，这意味着代码必须具有牢固的线程安全性，才能存活下来。

学术界已经展开了围绕此问题的许多研究，导致了过多新语言的出现。关键问题在于许多语言建立在自己的虚拟机或解释器上，所以它们代表（就像 Ruby

dW 全部内容

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一样）到新平台的转换。并发冲突是真正的问题所在，一些新语言提供了强大的解决方案，太多的公司和企业对 10 年前从 C++ 到 Java 平台的迁移仍记

忆犹新。许多公司都不愿意冒迁移到新平台的风险。事实上，许多公司对上一次迁移到 Java 平台仍心有余悸。

了解 Scala。

一种可伸缩语言

Scala 是一种函数对象混合的语言，具有一些强大的优点：

首先，Scala 可编译为 Java 字节码，这意味着它在 JVM 上运行。除了允许继续利用丰富的 Java 开源生态系统之外，Scala 还可以集成到现有

的 IT 环境中，无需进行迁移。

其次，Scala 基于 Haskell 和 ML 的函数原则，大量借鉴了 Java 程序员钟爱的面向对象概念。因此，它可以将两个领域的优势混合在一起，从

而提供了显著的优点，而且不会失去我们一直依赖的熟悉的技术。

最后，Scala 由 Martin Odersky 开发，他可能是 Java 社区中研究 Pizza 和 GJ 语言的最著名的人，GJ 是 Java 5 泛型的工作原型。而且，

它给人一种 “严肃” 的感觉；该语言并不是一时兴起而创建的，它也不会以同样的方式被抛弃。

Scala 的名称表明，它还是一种高度可伸缩的语言。我将在本系列的后续文章中介绍有关这一特性的更多信息。

下载并安装 Scala

可以从 Scala 主页下载 Scala 包。截止到撰写本文时，最新的发行版是 2.6.1-final。它可以在 Java 安装程序版本 RPM 和 Debian 软件包

gzip/bz2/zip 包中获得，可以简单地将其解压到目标目录中，而且可以使用源码 tarball 从头创建。（Debian 用户可以使用 “apt-get install” 直接从

Debian 网站上获得 2.5.0-1 版。2.6 版本具有一些细微的差异，所以建议直接从 Scala 网站下载和安装。）

将 Scala 安装到所选的目标目录中 — 我是在 Windows® 环境中撰写本文的，所以我的目标目录是 C:/Prg/scala-2.6.1-final。将环境变量

SCALA_HOME 定义为此目录，将 SCALA_HOME\bin 放置于 PATH 中以便从命令行调用。要测试安装，从命令行提示符中激发 scalac -version。它应

该以 Scala 版本 2.6.1-final 作为响应。

函数概念

开始之前，我将列出一些必要的函数概念，以帮助理解为何 Scala 以这种方式操作和表现。如果您对函数语言 — Haskell、ML 或函数领域的新成员 F# —

比较熟悉，可以

跳到下一节。

函数语言的名称源于这样一种概念：程序行为应该像数学函数一样；换句话说，给定一组输入，函数应始终返回相同的输出。这不仅意味着每个函数必须返

回一个值，还意味着从一个调用到下一个调用，函数本质上不得具有内蕴状态（intrinsic state）。这种无状态的内蕴概念（在函数/对象领域中，默认情况

下指的是永远不变的对象），是函数语言被认为是并发领域伟大的 “救世主” 的主要原因。

与许多最近开始在 Java 平台上占有一席之地的动态语言不同，Scala 是静态类型的，正如 Java 代码一样。但是，与 Java 平台不同，Scala 大量利用

了类型推断（type inferencing），这意味着，编译器深入分析代码以确定特定值的类型，无需编程人员干预。类型推断需要较少的冗余类型代码。例如，

考虑声明本地变量并为其赋值的 Java 代码，如清单 1 所示：

清单 1. 声明本地变量并为其赋值的 Java 代码

class BrainDead {

public static void main(String[] args) {

String message = "Why does javac need to be told message is a String?" +

"What else could it be if I'm assigning a String to it?";

}

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}

Scala 不需要任何这种手动操作，稍后我将介绍。

大量的其他函数功能（比如模式匹配）已经被引入到 Scala 语言中，但是将其全部列出超出了本文的范围。Scala 还添加许多目前 Java 编程中没有的功

能，比如操作符重载（它完全不像大多数 Java 开发人员所想象的那样），具有 “更高和更低类型边界” 的泛型、视图等。与其他功能相比，这些功能使得

Scala 在处理特定任务方面极其强大，比如处理或生成 XML。

但抽象概述并不够：程序员喜欢看代码，所以让我们来看一下 Scala 可以做什么。

开始认识您

根据计算机科学的惯例，我们的第一个 Scala 程序将是标准的演示程序 “Hello World”：

Listing 2. Hello.Scala

object HelloWorld {

def main(args: Array[String]): unit = {

System.out.println("Hello, Scala!")

}

使用 scalac Hello.scala 编译此程序，然后使用 Scala 启动程序（scala HelloWorld）或使用传统的 Java 启动程序运行生成的代码，注意，将

Scala 核心库包括在 JVM 的类路径（java -classpath %SCALA_HOME%\lib\scala-library.jar;. HelloWorld）中。不管使用哪一种方法，

都应出现传统的问候。

清单 2 中的一些元素对于您来说一定很熟悉，但也使用了一些新元素。例如，首先，对 System.out.println 的熟悉的调用演示了 Scala 对底层 Java

平台的忠诚。Scala 充分利用了 Java 平台可用于 Scala 程序的强大功能。（事实上，它甚至会允许 Scala 类型继承 Java 类，反之亦然，但更多信息将

在稍后介绍。）

另一方面，如果仔细观察，您还会注意到，在 System.out.println 调用的结尾处缺少分号；这并非输入错误。与 Java 平台不同，如果语句很明显是在

一行的末尾终结，则 Scala 不需要分号来终结语言。但是，分号仍然受支持，而且有时候是必需的，例如，多个语句出现在同一物理行时。通常，刚刚入门

的 Scala 程序员不用考虑需不需加分号，当需要分号的时候，Scala 编译器将提醒程序员（通常使用闪烁的错误消息）。

此外，还有一处微小的改进，Scala 不需要包含类定义的文件来反映类的名称。一些人将发现这是对 Java 编程的振奋人心的变革；那些没有这样做的人可

以继续使用 Java “类到文件” 的命名约定，而不会出现问题。

现在，看一下 Scala 从何处真正脱离传统的 Java/面向对象代码。

将函数和表单最终结合起来

对于初学者，Java 发烧友将注意到，HelloWorld 是使用关键字 object 来定义的，而不是使用 class。这是 Scala 对单例模式（Singleton

pattern）的认可 — object 关键字告诉 Scala 编译器这将是个单例对象，因此 Scala 将确保只有一个 HelloWorld 实例存在。基于同样的原因，注意

main 没有像在 Java 编程中一样被定义为静态方法。事实上，Scala 完全避开了 static 的使用。如果应用程序需要同时具有某个类型的实例和某种 “全

局” 实例，则 Scala 应用程序将允许以相同的名字同时定义 class 和 object。

和Python有很高的相似

度：但是又有不同，参

数的类型，以及返回值

类型

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接下来，注意 main 的定义，与 Java 代码一样，是 Scala 程序可接受的输入点。它的定义，虽然看起来与 Java 的定义不同，实际上是等同的：main 接

受 String 数组作为参数且不返回任何值。但是，在 Scala 中，此定义看起来与 Java 版本稍有差异。args 参数被定义为 args: Array[String]。

在 Scala 中，数组表示为泛型化的 Array 类的实例，这正是 Scala 使用方括号（“[]”）而非尖括号（“<>”）来指明参数化类型的原因。此外，为了保持

一致性，整个语言中都使用 name: type 的这种模式。

与其他传统函数语言一样，Scala 要求函数（在本例中为一个方法）必须始终返回一个值。因此，它返回称为 unit 的 “无值” 值。针对所有的实际目

的，Java 开发人员可以将 unit 看作 void，至少目前可以这样认为。

方法定义的语法似乎比较有趣，当它使用 = 操作符时，就像将随后的方法体赋值给 main 标识符。事实上，真正发生的事情是：在函数语言中，就像变量和

常量一样，函数是一级概念，所以语法上也是一样地处理。

您说的是闭包吗？

函数作为一级概念的一个含义是，它们必须被识别为单独的结构，也称为闭包，这是 Java 社区最近一直热烈争论的话题。在 Scala 中，这很容易完成。考

虑清单 3 中的程序，此程序定义了一个函数，该函数每隔一秒调用一次另一个函数：

清单 3. Timer1.scala

object Timer

{

def oncePerSecond(): unit =

{

while (true)

{

System.out.println("Time flies when you're having fun(ctionally)...")

Thread.sleep(1000)

}

def main(args: Array[String]): unit =

{

oncePerSecond

}

不幸的是，这个特殊的代码并没有什么功能 …… 或者甚至没任何用处。例如，如果想要更改显示的消息，则必须修改 oncePerSecond 方法的主体。传统

的 Java 程序员将通过为 oncePerSecond 定义 String 参数来包含要显示的消息。但甚至这样也是极端受限的：其他任何周期任务（比如 ping 远程服务

器）将需要各自版本的 oncePerSecond，这很明显违反了 “不要重复自己” 的规则。我认为我可以做得更好。

清单 4. Timer2.scala

object Timer

{

def oncePerSecond(callback: () => unit): unit =

{

while (true)

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