Scala基础教程–10–数组列表与函数式编程

章节目标

掌握数组, 元组相关知识点
掌握列表, 集, 映射相关知识点
了解迭代器的用法
掌握函数式编程相关知识点
掌握学生成绩单案例

1. 数组

1.1 概述

数组就是用来存储多个同类型元素的容器, 每个元素都有编号(也叫: 下标, 脚标, 索引), 且编号都是从0开始数的.
Scala中, 有两种数组，一种是定长数组，另一种是变长数

1.2 定长数组

1.2.1 特点

数组的长度不允许改变.
数组的内容是可变的.

1.2.2 语法

格式一: 通过指定长度定义数组

val/var 变量名 = new Array[元素类型](数组长度)

格式二: 通过指定元素定义数组

val/var 变量名 = Array(元素1, 元素2, 元素3...)

注意:

在scala中，数组的泛型使用 [] 来指定.
使用数组名(索引) 来获取数组中的元素.
数组元素是有默认值的, Int:0, Double:0.0, String: null
通过数组名.length 或者数组名.size 来获取数组的长度.

1.2.3 示例

需求

定义一个长度为10的整型数组, 设置第1个元素为11, 并打印第1个元素.
定义一个包含"java", “scala”, "python"这三个元素的数组, 并打印数组长度.

参考代码

//案例: 演示定长数组
object ClassDemo01 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 定义一个长度为10的整型数组, 设置第1个元素为11, 并打印第1个元素.val arr1 = new Array[Int](10)arr1(0) = 11println(arr1(0)) //打印数组的第1个元素.println("-" * 15) //分割线//2. 定义一个包含"java", "scala", "python"这三个元素的数组, 并打印数组长度.val arr2 = Array("java", "scala", "python")println(arr2.length) //打印数组的长度}
}

1.3 变长数组

1.3.1 特点

数组的长度和内容都是可变的，可以往数组中添加、删除元素.

1.3.2 语法

创建变长数组，需要先导入ArrayBuffer类

import scala.collection.mutable.ArrayBuffer

定义格式一: 创建空的ArrayBuffer变长数组

val/var 变量名 = ArrayBuffer[元素类型]()

定义格式二: 创建带有初始元素的ArrayBuffer变长数组

val/var 变量名 = ArrayBuffer(元素1，元素2，元素3....)

1.3.3 示例一: 定义变长数组

定义一个长度为0的整型变长数组.
定义一个包含"hadoop", “storm”, "spark"这三个元素的变长数组.
打印结果.

参考代码

//1. 导包.
import scala.collection.mutable.ArrayBuffer
//案例: 演示变长数组
object ClassDemo02 {def main(args: Array[String]): Unit = {//2. 定义一个长度为0的整型变长数组.val arr1 = new ArrayBuffer[Int]()println("arr1:" + arr1)//3. 定义一个包含"hadoop", "storm", "spark"这三个元素的变长数组.val arr2 = ArrayBuffer("hadoop", "storm", "spark")println("arr2:" + arr2)}
}

1.3.4 示例二: 增删改元素

针对Scala中的变长数组, 可通过下述方式来修改数组中的内容.
格式

使用 += 添加单个元素
使用 -= 删除单个元素
使用 ++= 追加一个数组到变长数组中
使用 --= 移除变长数组中的指定多个元素

示例

定义一个变长数组，包含以下元素: “hadoop”, “spark”, “flink”
往该变长数组中添加一个"flume"元素
从该变长数组中删除"hadoop"元素
将一个包含"hive", "sqoop"元素的数组, 追加到变长数组中.
从该变长数组中删除"sqoop", "spark"这两个元素.
打印数组, 查看结果.

参考代码

//导包
import scala.collection.mutable.ArrayBuffer
//案例: 修改变长数组中的内容.
object ClassDemo03 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 定义一个变长数组，包含以下元素: "hadoop", "spark", "flink"val arr = ArrayBuffer("hadoop", "spark", "flink")//2. 往该变长数组中添加一个"flume"元素arr += "flume"//3. 从该变长数组中删除"hadoop"元素arr -= "hadoop"//4. 将一个包含"hive", "sqoop"元素的数组, 追加到变长数组中.arr ++= Array("hive", "sqoop")//5. 从该变长数组中删除"sqoop", "spark"这两个元素.arr --= Array("sqoop", "spark")//6. 打印数组, 查看结果.println(s"arr: ${arr}")}
}

1.4 遍历数组

概述
在Scala中, 可以使用以下两种方式来遍历数组：

使用索引遍历数组中的元素
使用 for表达式直接遍历数组中的元素

示例

定义一个数组，包含以下元素1,2,3,4,5
通过两种遍历方式遍历数组，并打印数组中的元素

参考代码

/
/案例: 遍历数组
object ClassDemo04 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 定义一个数组，包含以下元素1,2,3,4,5val arr = Array(1, 2, 3, 4, 5)//2. 通过两种遍历方式遍历数组，并打印数组中的元素.//方式一: 遍历索引的形式实现.for(i <- 0 to arr.length -1) println(arr(i))println("-" * 15) //分割线for(i <- 0 until arr.length) println(arr(i))println("-" * 15) //分割线//方式二: 直接遍历数组元素.for(i <- arr) println(i)}
}

注意:
0 until n 获取0~n之间的所有整数, 包含0, 不包含n.
0 to n 获取0~n之间的所有整数, 包含0, 也包含n.

1.5 数组常用算法

概述
Scala中的数组封装了一些常用的计算操作，将来在对数据处理的时候，不需要我们自己再重新实现, 而是可以直接
拿来用。以下为常用的几个算法：

sum()方法: 求和
max()方法: 求最大值
min()方法: 求最小值
sorted()方法: 排序, 返回一个新的数组.
reverse()方法: 反转, 返回一个新的数组

需求

定义一个数组, 包含4, 1, 6, 5, 2, 3这些元素.
在main方法中, 测试上述的常用算法.

参考代码

//案例: 数组的常用算法
object ClassDemo05 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 定义一个数组, 包含4, 1, 6, 5, 2, 3这些元素.val arr = Array(4, 1, 6, 5, 2, 3)//2. 在main方法中, 测试上述的常用算法.//测试sumprintln(s"sum: ${arr.sum}")//测试maxprintln(s"max: ${arr.max}")//测试minprintln(s"min: ${arr.min}")//测试sortedval arr2 = arr.sorted //即: arr2的内容为:1, 2, 3, 4, 5, 6//测试reverseval arr3 = arr.sorted.reverse //即: arr3的内容为: 6, 5, 4, 3, 2, 1//3. 打印数组.for(i <- arr) println(i)println("-" * 15)for(i <- arr2) println(i)println("-" * 15)for(i <- arr3) println(i)}
}

2. 元组

元组一般用来存储多个不同类型的值。例如同时存储姓名，年龄，性别，出生年月这些数据, 就要用到元组来存储
了。并且元组的长度和元素都是不可变的。

2.1 格式

格式一: 通过小括号实现

val/var 元组 = (元素1, 元素2, 元素3....)

格式二: 通过箭头来实现

val/var 元组 = 元素1->元素2

注意: 上述这种方式, 只适用于元组中只有两个元素的情况.

2.2 示例

需求

定义一个元组，包含学生的姓名和年龄.
分别使用小括号以及箭头的方式来定义元组.

参考代码

//案例: 演示元组的定义格式
object ClassDemo06 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 定义一个元组，包含学生的姓名和年龄.//2. 分别使用小括号以及箭头的方式来定义元组.val tuple1 = ("张三", 23)val tuple2 = "张三" -> 23println(tuple1)println(tuple2)}
}

2.3 访问元组中的元素

在Scala中, 可以通过元组名._编号的形式来访问元组中的元素，_1表示访问第一个元素，依次类推.
也可以通过元组名.productIterator 的方式, 来获取该元组的迭代器, 从而实现遍历元组.
格式

格式一: 访问元组中的单个元组

println(元组名._1) //打印元组的第一个元素.
println(元组名._2) //打印元组的第二个元组.
...

格式二: 遍历元组

val tuple1 = (值1, 值2, 值3, 值4, 值5...) //可以有多个值
val it = tuple1.productIterator //获取当前元组的迭代器对象
for(i <- it) println(i) //打印元组中的所有内容

示例

定义一个元组，包含一个学生的姓名和性别，“zhangsan”, “male”
分别获取该学生的姓名和性别, 并将结果打印到控制台上.

参考代码

//案例: 获取元组中的元组.
object ClassDemo07 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 定义一个元组，包含一个学生的姓名和性别，"zhangsan", "male"val tuple1 = "zhangsan" -> "male"//2. 分别获取该学生的姓名和性别//方式一: 通过 _编号 的形式实现.println(s"姓名: ${tuple1._1}, 性别: ${tuple1._2}")//方式二: 通过迭代器遍历的方式实现.//获取元组对应的迭代器对象.val it = tuple1.productIterator//遍历元组.for(i <- it) println(i)}
}

3. 列表

列表(List)是Scala中最重要的, 也是最常用的一种数据结构。它存储的数据, 特点是: 有序, 可重复.
在Scala中，列表分为两种, 即: 不可变列表和可变列表.
解释:

有序的意思并不是排序, 而是指元素的存入顺序和取出顺序是一致的 .
可重复的意思是列表中可以添加重复元素

3.1 不可变列表

3.1.1 特点

不可变列表指的是: 列表的元素、长度都是不可变的。

3.1.2 语法

格式一: 通过小括号直接初始化

val/var 变量名 = List(元素1, 元素2, 元素3...)

格式二: 通过 Nil 创建一个空列表.

val/var 变量名 = Nil

格式三: 使用 :: 方法实现.

val/var 变量名 = 元素1 :: 元素2 :: Nil

注意: 使用::拼接方式来创建列表，必须在最后添加一个Nil

3.2.2 示例

需求

创建一个不可变列表，存放以下几个元素（1,2,3,4）
使用 Nil 创建一个不可变的空列表
使用 :: 方法创建列表，包含-2、-1两个元素

参考代码

//案例: 演示不可变列表.
object ClassDemo08 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 创建一个不可变列表，存放以下几个元素（1,2,3,4）val list1 = List(1, 2, 3, 4)//2. 使用`Nil`创建一个不可变的空列表val list2 = Nil//3. 使用`::`方法创建列表，包含-2、-1两个元素val list3 = -2 :: -1 :: Nil//4. 打印结果.println(s"list1: ${list1}")println(s"list2: ${list2}")println(s"list3: ${list3}")}
}

3.2 可变列表

3.2.1 特点

可变列表指的是列表的元素、长度都是可变的.

3.2.2 语法

要使用可变列表, 必须先导包.

import scala.collection.mutable.ListBuffer

小技巧: 可变集合都在 mutable 包中, 不可变集合都在 immutable 包中（默认导入）.

格式一: 创建空的可变列表.

val/var 变量名 = ListBuffer[数据类型]()

格式二: 通过小括号直接初始化.

val/var 变量名 = ListBuffer(元素1，元素2，元素3...)

3.2.3 示例

需求

创建空的整形可变列表.
创建一个可变列表，包含以下元素：1,2,3,4

参考代码

//1. 导包
import scala.collection.mutable.ListBuffer
//案例: 演示可变列表.
object ClassDemo09 {def main(args: Array[String]): Unit = {//2. 创建空的整形可变列表.val list1 = new ListBuffer[Int]()//3. 创建一个可变列表，包含以下元素：1,2,3,4val list2 = ListBuffer(1, 2, 3, 4)println(s"list1: ${list1}")println(s"list2: ${list2}")}
}

3.2.4 可变列表的常用操作

关于可变列表的常见操作如下:

示例

定义一个可变列表包含以下元素：1,2,3
获取第一个元素, 并打印结果到控制台.
添加一个新的元素：4
追加一个列表，该列表包含以下元素：5,6,7
删除元素7
删除元素3, 4
将可变列表转换为不可变列表
将可变列表转换为数组
打印结果

参考代码

//案例: 演示可变列表的常见操作.
object ClassDemo10 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 定义一个可变列表包含以下元素：1,2,3val list1 = ListBuffer(1, 2, 3)//2. 获取第一个元素, 并打印结果到控制台.println(list1(0))//3. 添加一个新的元素：4list1 += 4//4. 追加一个列表，该列表包含以下元素：5,6,7list1 ++= List(5, 6, 7)//5. 删除元素7list1 -= 7//6. 删除元素3, 4list1 --= List(3, 4)//7. 将可变列表转换为不可变列表val list2 = list1.toList//8. 将可变列表转换为数组val arr = list1.toArray//9. 打印结果.println(s"list1: ${list1}")println(s"list2: ${list2}")println(s"arr: ${arr}")}
}

3.3 列表的常用操作

3.3.1 格式详解

在实际开发中, 我们经常要操作列表, 以下列举的是列表的常用的操作:

3.3.2 示例一: 基础操作

需求

定义一个列表list1，包含以下元素：1,2,3,4
使用isEmpty方法判断列表是否为空, 并打印结果.
再定义一个列表list2，包含以下元素: 4,5,6
使用 ++ 将两个列表拼接起来, 并打印结果.
使用head方法，获取列表的首个元素, 并打印结果.
使用tail方法，获取列表中除首个元素之外, 其他所有的元素, 并打印结果.
使用reverse方法将列表的元素反转, 并打印反转后的结果.
使用take方法获取列表的前缀元素, 并打印结果.
使用drop方法获取列表的后缀元素, 并打印结果.

参考代码

//案例: 演示列表的基础操作.
object ClassDemo11 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 定义一个列表list1，包含以下元素：1,2,3,4val list1 = List(1, 2, 3, 4)//2. 使用isEmpty方法判断列表是否为空, 并打印结果.println(s"isEmpty: ${list1.isEmpty}")//3. 再定义一个列表list2，包含以下元素: 4,5,6val list2 = List(4, 5, 6)//4. 使用`++`将两个列表拼接起来, 并打印结果.val list3 = list1 ++ list2println(s"list3: ${list3}")//5. 使用head方法，获取列表的首个元素, 并打印结果.println(s"head: ${list3.head}")//6. 使用tail方法，获取列表中除首个元素之外, 其他所有的元素, 并打印结果.println(s"tail: ${list3.tail}")//7. 使用reverse方法将列表的元素反转, 并打印反转后的结果.val list4 = list3.reverseprintln(s"list4: ${list4}")//8. 使用take方法获取列表的前缀元素(前三个元素), 并打印结果.println(s"take: ${list3.take(3)}")//9. 使用drop方法获取列表的后缀元素(除前三个以外的元素), 并打印结果.println(s"drop: ${list3.drop(3)}")}
}

3.3.3 示例二: 扁平化(压平)

概述

扁平化表示将嵌套列表中的所有具体元素单独的放到一个新列表中. 如下图:

注意: 如果某个列表中的所有元素都是列表, 那么这样的列表就称之为: 嵌套列表.

需求

定义一个列表, 该列表有三个元素, 分别为：List(1,2)、List(3)、List(4,5)
使用flatten将这个列表转换为List(1,2,3,4,5)
打印结果.

参考代码

//案例: 演示扁平化操作.
object ClassDemo12 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 定义一个列表, 该列表有三个元素, 分别为：List(1,2)、List(3)、List(4,5)val list1 = List(List(1,2), List(3), List(4, 5))//2. 使用flatten将这个列表转换为List(1,2,3,4,5)val list2 = list1.flatten//3. 打印结果println(list2)}
}

3.3.4 示例三: 拉链与拉开

概述

拉链：将两个列表，组合成一个元素为元组的列表

解释: 将列表List(“张三”, “李四”), List(23, 24)组合成列表List((张三,23), (李四,24))

拉开：将一个包含元组的列表，拆解成包含两个列表的元组

解释: 将列表List((张三,23), (李四,24))拆解成元组(List(张三, 李四),List(23, 24))

需求

定义列表names, 保存三个学生的姓名，分别为：张三、李四、王五
定义列表ages, 保存三个学生的年龄，分别为：23, 24, 25
使用zip将列表names和ages, 组合成一个元素为元组的列表list1
使用unzip将列表list1拆解成包含两个列表的元组tuple1
打印结果

参考代码

//案例: 演示拉链与拉开
object ClassDemo13 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 定义列表names, 保存三个学生的姓名，分别为：张三、李四、王五val names = List("张三", "李四", "王五")//2. 定义列表ages, 保存三个学生的年龄，分别为：23, 24, 25val ages = List(23, 24, 25)//3. 使用zip将列表names和ages, 组合成一个元素为元组的列表list1.val list1 = names.zip(ages)//4. 使用unzip将列表list1拆解成包含两个列表的元组tuple1val tuple1 = list1.unzip//5. 打印结果println("拉链: "+ list1)println("拉开: " + tuple1)}
}

3.3.5 示例四: 列表转字符串

概述

将列表转换成其对应的字符串形式, 可以通过 toString方法或者mkString方法实现, 其中

toString方法: 可以返回List中的所有元素
mkString方法: 可以将元素以指定分隔符拼接起来。
注意: 默认没有分隔符.

需求

定义一个列表，包含元素：1,2,3,4
使用toString方法输出该列表的元素
使用mkString方法, 用冒号将元素都拼接起来, 并打印结果.

参考代码

//案例: 演示将列表转成其对应的字符串形式.
object ClassDemo14 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 定义一个列表，包含元素：1,2,3,4val list1 = List(1, 2, 3, 4)//2. 使用toString方法输出该列表的元素println(list1.toString)//简写形式, 因为: 输出语句打印对象, 默认调用了该对象的toString()方法println(list1)println("-" * 15)//3. 使用mkString方法, 用冒号将元素都拼接起来, 并打印结果.println(list1.mkString(":"))}
}

3.3.6 示例五: 并集, 交集, 差集

概述操作数据时, 我们可能会遇到求并集, 交集, 差集的需求, 这是时候就要用到
union, intersect, diff这些方法了, 其中

union: 表示对两个列表取并集，而且不去重

例如: list1.union(list2), 表示获取list1和list2中所有的元素(元素不去重).
如果想要去除重复元素, 则可以通过 distinct 实现.

intersect: 表示对两个列表取交集

例如: list1.intersect(list2), 表示获取list1, list2中都有的元素.

diff: 表示对两个列表取差集.

例如：list1.diff(list2)，表示获取list1中有, 但是list2中没有的元素.

需求

定义列表list1，包含以下元素：1,2,3,4
定义列表list2，包含以下元素：3,4,5,6
使用union获取这两个列表的并集
在第三步的基础上, 使用distinct去除重复的元素
使用intersect获取列表list1和list2的交集
使用diff获取列表list1和list2的差集
打印结果

参考代码

//案例: 演示获取并集, 交集, 差集.
object ClassDemo15 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 定义列表list1，包含以下元素：1,2,3,4val list1 = List(1, 2, 3, 4)//2. 定义列表list2，包含以下元素：3,4,5,6val list2 = List(3, 4, 5, 6)//3. 使用union获取这两个列表的并集val unionList = list1.union(list2)//4. 在第三步的基础上, 使用distinct去除重复的元素val distinctList = unionList distinct//5. 使用intersect获取列表list1和list2的交集val intersectList = list1.intersect(list2)//6. 使用diff获取列表list1和list2的差集val diffList = list1.diff(list2)//7. 打印结果println("并集, 不去重: " + unionList)println("并集, 去重: " + distinctList)println("交集: " + intersectList)println("差集: " + diffList)}
}

4. 集

4.1 概述

Set(也叫: 集)代表没有重复元素的集合。特点是: 唯一, 无序
Scala中的集分为两种，一种是不可变集，另一种是可变集。

解释:

唯一的意思是 Set中的元素具有唯一性, 没有重复元素
无序的意思是 Set集中的元素, 添加顺序和取出顺序不一致

4.2 不可变集

不可变集指的是元素, 集的长度都不可变.

4.2.1 语法

格式一: 创建一个空的不可变集

val/var 变量名 = Set[类型]()

格式二: 给定元素来创建一个不可变集

val/var 变量名 = Set(元素1, 元素2, 元素3...)

4.2.2 示例一: 创建不可变集

需求

定义一个空的整型不可变集.
定义一个不可变集，保存以下元素：1,1,3,2,4,8.
打印结果.

参考代码

//案例: 演示不可变集.
object ClassDemo16 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 定义一个空的整型不可变集.val set1 = Set[Int]()//2. 定义一个不可变集，保存以下元素：1,1,3,2,4,8.val set2 = Set(1, 1, 3, 2, 4, 8)//3. 打印结果.println(s"set1: ${set1}")println(s"set2: ${set2}")}
}

4.2.3 示例二: 不可变集的常见操作

格式

获取集的大小（ size ）
遍历集（和遍历数组一致）
添加一个元素，生成一个新的Set（ + ）
拼接两个集，生成一个新的Set（ ++ ）
拼接集和列表，生成一个新的Set（ ++ ）

注意:

-(减号) 表示删除一个元素, 生成一个新的Set
– 表示批量删除某个集中的元素, 从而生成一个新的Set

需求

创建一个集，包含以下元素：1,1,2,3,4,5
获取集的大小, 并打印结果.
遍历集，打印每个元素.
删除元素1，生成新的集, 并打印.
拼接另一个集Set(6, 7, 8), 生成新的集, 并打印.
拼接一个列表List(6,7,8, 9), 生成新的集, 并打印.

参考代码

//案例: 演示不可变集的常用操作.
object ClassDemo17 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 创建一个集，包含以下元素：1,1,2,3,4,5val set1 = Set(1, 1, 2, 3, 4, 5)//2. 获取集的大小println("set1的长度为: " + set1.size)//3. 遍历集，打印每个元素println("set1集中的元素为: ")for(i <- set1) println(i)println("-" * 15)//4. 删除元素1，生成新的集val set2 = set1 - 1println("set2: " + set2)//5. 拼接另一个集（6, 7, 8)val set3 = set1 ++ Set(6, 7, 8)println("set3: " + set3)//6. 拼接一个列表(6,7,8, 9)val set4 = set1 ++ List(6, 7, 8, 9)println("set4: " + set4)}
}

4.3 可变集

4.3.1 概述

可变集指的是元素, 集的长度都可变, 它的创建方式和不可变集的创建方式一致，只不过需要先导入可变集类。
手动导入： import scala.collection.mutable.Set

4.3.2 示例

需求

定义一个可变集，包含以下元素: 1,2,3, 4
添加元素5到可变集中
添加元素6, 7, 8到可变集中
从可变集中移除元素1
从可变集中移除元素3, 5, 7
打印结果.

参考代码

//案例: 演示可变集.
object ClassDemo18 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 定义一个可变集，包含以下元素: 1,2,3, 4val set1 = Set(1, 2, 3, 4)//2. 添加元素5到可变集中set1 += 5//3. 添加元素6, 7, 8到可变集中//set1 ++= Set(6, 7, 8)set1 ++= List(6, 7, 8) //两种写法均可.//4. 从可变集中移除元素1set1 -= 1//5. 从可变集中移除元素3, 5, 7//set1 --= Set(3, 5, 7)set1 --= List(3, 5, 7) //两种写法均可.//6. 打印结果.println(set1)}
}

5. 映射

映射指的就是Map。它是由键值对(key, value)组成的集合。特点是: 键具有唯一性, 但是值可以重复. 在Scala中，Map也分为不可变Map和可变Map。
注意: 如果添加重复元素(即: 两组元素的键相同), 则会用新值覆盖旧值 .

5.1 不可变Map

不可变Map指的是元素, 长度都不可变.

语法

方式一: 通过箭头的方式实现.

val/var map = Map(键->值, 键->值, 键->值...) // 推荐，可读性更好

方式二: 通过小括号的方式实现

val/var map = Map((键, 值), (键, 值), (键, 值), (键, 值)...)

需求

定义一个映射，包含以下学生姓名和年龄数据: 张三 -> 23, 李四 -> 24, 李四 -> 40
打印结果.

参考代码

//案例: 演示不可变Map
object ClassDemo19 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 定义一个映射，包含以下学生姓名和年龄数据.val map1 = Map("张三" -> 23, "李四" -> 24, "李四" -> 40)val map2 = Map(("张三", 23),("李四", 24), ("李四" -> 40))//2. 打印结果.println(s"map1: ${map1}")println(s"map2: ${map2}")}
}

5.2 可变Map

特点
可变Map指的是元素, 长度都可变. 定义语法与不可变Map一致, 只不过需要先手动导包:

import scala.collection.mutable.Map

需求

定义一个映射，包含以下学生姓名和年龄数据: 张三 -> 23, 李四 -> 24
修改张三的年龄为30
打印结果

参考代码

import scala.collection.mutable.Map
//案例: 演示可变Map.
object ClassDemo20 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 定义一个映射，包含以下学生姓名和年龄数据.val map1 = Map("张三" -> 23, "李四" -> 24)val map2 = Map(("张三", 23),("李四", 24))//2. 修改张三的年龄为30map1("张三") = 30//3. 打印结果println(s"map1: ${map1}")println(s"map2: ${map2}")}
}

5.3 Map基本操作

格式

map(key) : 根据键获取其对应的值, 键不存在返回None.
map.keys : 获取所有的键.
map.values : 获取所有的值.
遍历map集合: 可以通过普通for实现.
getOrElse: 根据键获取其对应的值, 如果键不存在, 则返回指定的默认值.
+号 : 增加键值对, 并生成一个新的Map.

注意: 如果是可变Map, 则可以通过 +=或者++= 直接往该可变Map中添加键值对元素.

-号 : 根据键删除其对应的键值对元素, 并生成一个新的Map.

注意: 如果是可变Map, 则可以通过 -=或者–= 直接从该可变Map中删除键值对元素.

示例

定义一个映射，包含以下学生姓名和年龄数据: 张三 -> 23, 李四 -> 24
获取张三的年龄, 并打印.
获取所有的学生姓名, 并打印.
获取所有的学生年龄, 并打印.
打印所有的学生姓名和年龄.
获取王五的年龄，如果王五不存在，则返回-1, 并打印.
新增一个学生：王五, 25, 并打印结果.
将李四从可变映射中移除, 并打印.

参考代码

import scala.collection.mutable.Map
//案例: 演示Map的常见操作
object ClassDemo21 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 定义一个映射，包含以下学生姓名和年龄数据: 张三 -> 23, 李四 -> 24val map1 = Map("张三" -> 23, "李四" -> 24)//2. 获取张三的年龄, 并打印.println(map1.get("张三"))//3. 获取所有的学生姓名, 并打印.println(map1.keys)//4. 获取所有的学生年龄, 并打印.println(map1.values)//5. 打印所有的学生姓名和年龄.for((k, v) <- map1) println(s"键:${k}, 值:${v}")println("-" * 15)//6. 获取`王五`的年龄，如果`王五`不存在，则返回-1, 并打印.println(map1.getOrElse("王五", -1))println("-" * 15)//7. 新增一个学生：王五, 25, 并打印结果./*//不可变Mapval map2 = map1 + ("王五" -> 25)println(s"map1: ${map1}")println(s"map2: ${map2}")*/map1 += ("王五" -> 25)//8. 将`李四`从可变映射中移除, 并打印.map1 -= "李四"println(s"map1: ${map1}")}
}

6. 迭代器(iterator)

6.1 概述

Scala针对每一类集合都提供了一个迭代器(iterator), 用来迭代访问集合.

6.2 注意事项

使用 iterator 方法可以从集合获取一个迭代器.

迭代器中有两个方法:
hasNext方法: 查询容器中是否有下一个元素
next方法: 返回迭代器的下一个元素，如果没有，抛出NoSuchElementException

每一个迭代器都是有状态的.
即: 迭代完后保留在最后一个元素的位置. 再次使用则抛出NoSuchElementException
可以使用while或者for来逐个获取元素.

6.3 示例

需求

定义一个列表，包含以下元素：1,2,3,4,5
使用while循环和迭代器，遍历打印该列表

参考代码

//案例: 演示迭代器
object ClassDemo22 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 定义一个列表，包含以下元素：1,2,3,4,5val list1 = List(1, 2, 3, 4, 5)//2. 使用while循环和迭代器，遍历打印该列表.//2.1 根据列表获取其对应的迭代器对象.val it = list1.iterator//2.2 判断迭代器中是否有下一个元素.while(it.hasNext){//2.3 如果有, 则获取下一个元素, 并打印.println(it.next)} //分割线.println("-" * 15)//迭代完后, 再次使用该迭代器获取元素, 则抛异常: NoSuchElementExceptionprintln(it.next)}
}

7. 函数式编程

所谓的函数式编程指定就是方法的参数列表可以接收函数对象 .
例如: add(10, 20)就不是函数式编程, 而 add(函数对象) 这种格式就叫函数式编程.
我们将来编写Spark/Flink的大量业务代码时, 都会使用到函数式编程。下面的这些操作是学习的重点。

7.1 示例一: 遍历(foreach)

采用 foreach 来遍历集合, 可以让代码看起来更简洁, 更优雅.

格式

def foreach(f:(A) => Unit): Unit
//简写形式
def foreach(函数)

说明

执行过程

需求

有一个列表，包含以下元素1,2,3,4，请使用foreach方法遍历打印每个元素

参考代码

//案例: 演示foreach函数
object ClassDemo23 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 定义一个列表, 包含1, 2, 3, 4val list1 = List(1, 2, 3, 4)//2. 通过foreach函数遍历上述的列表.//x:表示集合中的每个元素 函数体表示输出集合中的每个元素.list1.foreach((x:Int) => println(x))}
}

7.2 示例二: 简化函数定义

概述
上述案例函数定义有点啰嗦，我们有更简洁的写法。可以通过如下两种方式来简化函数定义:

方式一: 通过类型推断来简化函数定义.

解释:
因为使用foreach来迭代列表，而列表中的每个元素类型是确定的, 所以我们可以通过类型推断让Scala
程序来自动推断出来集合中每个元素参数的类型, 即: 在我们创建函数时,可以省略其参数列表的类型.

方式二: 通过下划线来简化函数定义.

解释:
当函数参数，只在函数体中出现一次，而且函数体没有嵌套调用时，可以使用下划线来简化函数定义.

示例

有一个列表，包含元素1,2,3,4，请使用foreach方法遍历打印每个元素.
使用类型推断来简化函数定义
使用下划线来简化函数定义

参考代码

//案例: 演示简化函数定义.
object ClassDemo24 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 有一个列表，包含元素1,2,3,4，请使用foreach方法遍历打印每个元素.val list1 = List(1, 2, 3, 4)list1.foreach((x:Int) => println(x))println("-" * 15)//2. 使用类型推断来简化函数定义.list1.foreach(x => println(x))println("-" * 15)//3. 使用下划线来简化函数定义list1.foreach(println(_))}
}

7.3 实例三: 映射(map)

集合的映射操作是指将一种数据类型转换为另外一种数据类型的过程 , 它是在进行数据计算的时候, 甚至将来在编写
Spark/Flink程序时用得最多的操作，也是我们必须要掌握的.

例如: 把List[Int]转换成List[String].

格式

def map[B](f: (A) ⇒ B): TraversableOnce[B]
//简写形式:
def map(函数对象)

说明

执行过程

需求

创建一个列表，包含元素1,2,3,4
将上述的数字转换成对应个数的 * , 即: 1变为*, 2变为**, 以此类推.

参考代码

//案例: 演示map函数(映射)
object ClassDemo25 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 创建一个列表，包含元素1,2,3,4val list1 = List(1, 2, 3, 4)//2. 将上述的数字转换成对应个数的`*`, 即: 1变为*, 2变为**, 以此类推.//方式一: 普通写法val list2 = list1.map((x:Int) => "*" * x)println(s"list2: ${list2}")//方式二: 通过类型推断实现.val list3 = list1.map(x => "*" * x)println(s"list3: ${list3}")//方式三: 通过下划线实现.val list4 = list1.map("*" * _)println(s"list4: ${list4}")}
}

7.4 示例四: 扁平化映射(flatMap)

扁平化映射可以理解为先map，然后再flatten, 它也是将来用得非常多的操作，也是必须要掌握的, 如图:

解释:

map是将列表中的元素转换为一个List
flatten再将整个列表进行扁平化

格式

def flatMap[B](f:(A) => GenTraversableOnce[B]): TraversableOnce[B]
//简写形式:
def flatMap(f:(A) => 要将元素A转换成的集合B的列表)

说明

示例
需求

有一个包含了若干个文本行的列表：“hadoop hive spark flink flume”, “kudu hbase sqoop storm”
获取到文本行中的每一个单词，并将每一个单词都放到列表中.

思路分析

参考代码

//案例: 演示映射扁平化(flatMap)
object ClassDemo26 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 有一个包含了若干个文本行的列表："hadoop hive spark flink flume", "kudu hbase sqoopstorm"val list1 = List("hadoop hive spark flink flume", "kudu hbase sqoop storm")//2. 获取到文本行中的每一个单词，并将每一个单词都放到列表中.//方式一: 通过map, flatten实现.val list2 = list1.map(_.split(" "))val list3 = list2.flattenprintln(s"list3: ${list3}")//方式二: 通过flatMap实现.val list4 = list1.flatMap(_.split(" "))println(s"list4: ${list4}")}
}

7.5 示例五: 过滤(filter)

过滤指的是过滤出(筛选出)符合一定条件的元素 .

格式

def filter(f:(A) => Boolean): TraversableOnce[A]
//简写形式:
def filter(f:(A) => 筛选条件)

说明

执行过程

案例

有一个数字列表，元素为：1,2,3,4,5,6,7,8,9
请过滤出所有的偶数

参考代码

//案例: 演示过滤(filter)
object ClassDemo27 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 有一个数字列表，元素为：1,2,3,4,5,6,7,8,9val list1 = (1 to 9).toList//2. 请过滤出所有的偶数val list2 = list1.filter(_ % 2 == 0)println(s"list2: ${list2}")}
}

7.6 示例六: 排序

在scala集合中，可以使用以下三种方式来进行排序:

7.6.1 默认排序(sorted)

所谓的默认排序指的是对列表元素按照升序进行排列 . 如果需要降序排列, 则升序后, 再通过 reverse 实现.

需求

定义一个列表，包含以下元素: 3, 1, 2, 9, 7
对列表进行升序排序
对列表进行降序排列.

参考代码

//案例: 演示默认排序(sorted)
object ClassDemo28 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 定义一个列表，包含以下元素: 3, 1, 2, 9, 7val list1 = List(3, 1, 2, 9, 7)//2. 对列表进行升序排序val list2 = list1.sortedprintln(s"list2: ${list2}")//3. 对列表进行降序排列.val list3 = list2.reverseprintln(s"list3: ${list3}")}
}

7.6.2 指定字段排序(sortBy)

所谓的指定字段排序是指对列表元素根据传入的函数转换后，再进行排序 .

例如: 根据列表List(“01 hadoop”, “02 flume”)的字母进行排序.

格式

def sortBy[B](f:(A) => B): List[A]
//简写形式:
def sortBy(函数对象)

说明

示例

有一个列表，分别包含几下文本行：“01 hadoop”, “02 flume”, “03 hive”, “04 spark”
请按照单词字母进行排序

参考代码

//案例: 演示根据指定字段排序(sortBy)
object ClassDemo29 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 有一个列表，分别包含几下文本行："01 hadoop", "02 flume", "03 hive", "04 spark"val list1 = List("01 hadoop", "02 flume", "03 hive", "04 spark")//2. 请按照单词字母进行排序//val list2 = list1.sortBy(x => x.split(" ")(1))//简写形式:val list2 = list1.sortBy(_.split(" ")(1))println(s"list2: ${list2}")}
}

7.6.3 自定义排序(sortWith)

所谓的自定义排序指的是根据一个自定义的函数(规则)来进行排序 .

格式

def sortWith(f: (A, A) => Boolean): List[A]
//简写形式:
def sortWith(函数对象: 表示自定义的比较规则)

说明

示例

有一个列表，包含以下元素：2,3,1,6,4,5
使用sortWith对列表进行降序排序

参考代码

//案例: 演示自定义排序(sortWith)
object ClassDemo30 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 有一个列表，包含以下元素：2,3,1,6,4,5val list1 = List(2,3,1,6,4,5)//2. 使用sortWith对列表进行降序排序//val list2 = list1.sortWith((x, y)=> x > y) //降序//简写形式:val list2 = list1.sortWith(_ > _) //降序println(s"list2: ${list2}")}
}

7.7 示例七: 分组(groupBy)

分组指的是将数据按照指定条件进行分组 , 从而方便我们对数据进行统计分析.

格式

def groupBy[K](f:(A) => K): Map[K, List[A]]
//简写形式:
def groupBy(f:(A) => 具体的分组代码)

说明

执行过程

需求

有一个列表，包含了学生的姓名和性别: “刘德华” -> “男”, “刘亦菲” -> “女”, “胡歌” -> “男”
请按照性别进行分组.
统计不同性别的学生人数.

参考代码

//案例: 演示分组函数(groupBy)
object ClassDemo31 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 有一个列表，包含了学生的姓名和性别: "刘德华" -> "男", "刘亦菲" -> "女", "胡歌" -> "男"val list1 = List("刘德华" -> "男", "刘亦菲" -> "女", "胡歌" -> "男")//2. 请按照性别进行分组.//val list2 = list1.groupBy(x => x._2)//简写形式val list2 = list1.groupBy(_._2)//println(s"list2: ${list2}")//3. 统计不同性别的学生人数.val list3 = list2.map(x => x._1 -> x._2.size)println(s"list3: ${list3}")}
}

7.8 示例八: 聚合操作

所谓的聚合操作指的是将一个列表中的数据合并为一个 . 这种操作经常用来统计分析中. 常用的聚合操作主要有两个:

reduce: 用来对集合元素进行聚合计算
fold: 用来对集合元素进行折叠计算

7.8.1 聚合(reduce)

reduce表示将列表传入一个函数进行聚合计算

格式

def reduce[A1 >: A](op:(A1, A1) ⇒ A1): A1
//简写形式:
def reduce(op:(A1, A1) ⇒ A1)

说明

执行过程

注意:
reduce和reduceLeft效果一致，表示从左到右计算
reduceRight表示从右到左计算

需求

定义一个列表，包含以下元素：1,2,3,4,5,6,7,8,9,10
使用reduce计算所有元素的和

参考代码

//案例: 演示聚合计算(reduce)
object ClassDemo32 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 定义一个列表，包含以下元素：1,2,3,4,5,6,7,8,9,10val list1 = (1 to 10).toList//2. 使用reduce计算所有元素的和//val list2 = list1.reduce((x, y) => x + y)//简写形式:val list2 = list1.reduce(_ + _)val list3 = list1.reduceLeft(_ + _)val list4 = list1.reduceRight(_ + _)println(s"list2: ${list2}")println(s"list3: ${list3}")println(s"list4: ${list4}")}
}

7.8.2 折叠(fold)

fold与reduce很像，只不过多了一个指定初始值参数.

格式

def fold[A1 >: A](z: A1)(op:(A1, A1) => A1): A1
//简写形式:
def fold(初始值)(op:(A1, A1) => A1)

说明

注意事项:
fold和foldLet效果一致，表示从左往右计算
foldRight表示从右往左计算

需求

定义一个列表，包含以下元素：1,2,3,4,5,6,7,8,9,10
假设初始化值是100, 使用fold方法计算所有元素的和.

参考代码

//案例: 演示折叠计算(fold)
object ClassDemo33 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 定义一个列表，包含以下元素：1,2,3,4,5,6,7,8,9,10val list1 = (1 to 10).toList//2. 假设初始化值是100, 使用fold计算所有元素的和//val list2 = list1.fold(100)((x, y) => x + y)//简写形式:val list2 = list1.fold(100)(_ + _)val list3 = list1.foldLeft(100)(_ + _)val list4 = list1.foldRight(100)(_ + _)println(s"list2: ${list2}")println(s"list3: ${list3}")println(s"list4: ${list4}")}
}

8. 案例: 学生成绩单

8.1 需求

定义列表, 记录学生的成绩, 格式为: 姓名, 语文成绩, 数学成绩, 英语成绩, 学生信息如下: (“张三”,37,90,100),
(“李四”,90,73,81), (“王五”,60,90,76), (“赵六”,59,21,72), (“田七”,100,100,100)
获取所有语文成绩在60分(含)及以上的同学信息.
获取所有学生的总成绩.
按照总成绩降序排列.
打印结果.

8.2 目的

考察列表及函数式编程相关知识点.

8.3 参考代码

/
/案例: 学生成绩单.
object ClassDemo34 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 定义列表, 记录学生的成绩, 格式为: 姓名, 语文成绩, 数学成绩, 英语成绩val stuList = List(("张三",37,90,100), ("李四",90,73,81), ("王五",60,90,76), ("赵六",59,21,72), ("田七",100,100,100))//2. 获取所有语文成绩在60分(含)及以上的同学信息.val chineseList = stuList.filter(_._2 >= 60)//3. 获取所有学生的总成绩.val countList = stuList.map(x => x._1 -> (x._2 + x._3 + x._4))//4. 按照总成绩降序排列.val sortList1 = countList.sortBy(_._2).reverse//也可以通过sortWith实现.val sortList2 = countList.sortWith((x, y) => x._2 > y._2)//5. 打印结果.println(s"语文成绩及格的学生信息: ${chineseList}")println(s"所有学生及其总成绩: ${countList}")println(s"总成绩降序排列: ${sortList1}")println(s"总成绩降序排列: ${sortList2}")}
}