Scala 3 — Book

控制结构

Info: JavaScript is currently disabled, code tabs will still work, but preferences will not be remembered.

Scala具有您希望在编程语言中找到的控制结构，包括：

if/then/else
for 循环
while 循环
try/catch/finally

它还具有另外两个您可能以前从未见过的强大结构，具体取决于您的编程背景：

for 表达式（也被称作 for comprehensions）
match 表达式

这些都将在以下各节中进行演示。

if/then/else 结构

单行 Scala if 语句像这样：

if (x == 1) println(x)

if x == 1 then println(x)

如果要在 if 比较后运行多行代码，用这个语法：

if (x == 1) {
  println("x is 1, as you can see:")
  println(x)
}

if x == 1 then
  println("x is 1, as you can see:")
  println(x)

if/else 语法像这样：

if (x == 1) {
  println("x is 1, as you can see:")
  println(x)
} else {
  println("x was not 1")
}

if x == 1 then
  println("x is 1, as you can see:")
  println(x)
else
  println("x was not 1")

这是 if/else if/else 语法：

if (x < 0)
  println("negative")
else if (x == 0)
  println("zero")
else
  println("positive")

if x < 0 then
  println("negative")
else if x == 0 then
  println("zero")
else
  println("positive")

`end if` 语句

这是 Scala 3 里的新东西，在 Scala 2 里不支持。

如果您愿意，可以选择在每个表达式的末尾包含 end if 语句：

if x == 1 then
  println("x is 1, as you can see:")
  println(x)
end if

`if`/`else` 表达式总是有返回值

请注意， if / else 比较形式为 表达式，这意味着它们返回一个可以分配给变量的值。因此，不需要特殊的三元运算符：

val minValue = if (a < b) a else b

val minValue = if a < b then a else b

由于它们返回一个值，因此可以使用 if/else 表达式作为方法的主体：

def compare(a: Int, b: Int): Int =
  if (a < b)
    -1
  else if (a == b)
    0
  else
    1

def compare(a: Int, b: Int): Int =
  if a < b then
    -1
  else if a == b then
    0
  else
    1

题外话：面向表达式的编程

作为一般编程的简要说明，当您编写的每个表达式都返回一个值时，该样式称为面向 面向表达式的编程 或 EOP。例如，这是一个 表达式：

val minValue = if (a < b) a else b

val minValue = if a < b then a else b

相反，不返回值的代码行称为语句，用它们的 副作用。例如，这些代码行不返回值，因此用它们的副作用：

if (a == b) action()
println("Hello")

if a == b then action()
println("Hello")

第一个示例在 a 等于 b 时将 action 方法作为副作用运行。第二个示例用于将字符串打印到 STDOUT 的副作用。随着你对Scala的了解越来越多，你会发现自己写的 表达式 越来越多，语句也越来越少。

`for` 循环

在最简单的用法中，Scala for 循环可用于迭代集合中的元素。例如，给定一个整数序列，您可以循环访问其元素并打印其值，如下所示：

val ints = Seq(1, 2, 3)
for (i <- ints) println(i)

val ints = Seq(1, 2, 3)
for i <- ints do println(i)

代码 i <- ints 被称为 生成器。

这是在 Scala REPL 中的结果：

scala> val ints = Seq(1,2,3)
ints: Seq[Int] = List(1, 2, 3)

scala> for (i <- ints) println(i)
1
2
3

scala> val ints = Seq(1,2,3)
ints: Seq[Int] = List(1, 2, 3)

scala> for i <- ints do println(i)
1
2
3

如果需要在 for 生成器后面显示多行代码块，请使用以下语法：ddu

for (i <- ints) {
  val x = i * 2
  println(s"i = $i, x = $x")
}

for
  i <- ints
do
  val x = i * 2
  println(s"i = $i, x = $x")

多生成器

for 循环可以有多个生成器，如以下示例所示：

for {
  i <- 1 to 2
  j <- 'a' to 'b'
  k <- 1 to 10 by 5
} {
  println(s"i = $i, j = $j, k = $k")
}

for
  i <- 1 to 2
  j <- 'a' to 'b'
  k <- 1 to 10 by 5
do
  println(s"i = $i, j = $j, k = $k")

那个表达式的输出：

i = 1, j = a, k = 1
i = 1, j = a, k = 6
i = 1, j = b, k = 1
i = 1, j = b, k = 6
i = 2, j = a, k = 1
i = 2, j = a, k = 6
i = 2, j = b, k = 1
i = 2, j = b, k = 6

守卫

for 循环也可以包含 if 语句，这些语句称为守卫：

for {
  i <- 1 to 5
  if i % 2 == 0
} {
  println(i)
}

for
  i <- 1 to 5
  if i % 2 == 0
do
  println(i)

以上循环的输出是：

2
4

for 循环可以根据需要有任意数量的守卫。此示例显示了打印数字4的一种方法：

for {
  i <- 1 to 10
  if i > 3
  if i < 6
  if i % 2 == 0
} {
  println(i)
}

for
  i <- 1 to 10
  if i > 3
  if i < 6
  if i % 2 == 0
do
  println(i)

把 `for` 用在 `Map` 上

您还可以将 for 循环与 Map 一起使用。例如，给定州缩写及其全名的 Map：

val states = Map(
  "AK" -> "Alaska",
  "AL" -> "Alabama", 
  "AR" -> "Arizona"
)

您可以使用 for 打印键和值，如下所示：

for ((abbrev, fullName) <- states) println(s"$abbrev: $fullName")

for (abbrev, fullName) <- states do println(s"$abbrev: $fullName")

以下是 REPL 中的样子：

scala> for ((abbrev, fullName) <- states) println(s"$abbrev: $fullName")
AK: Alaska
AL: Alabama
AR: Arizona

scala> for (abbrev, fullName) <- states do println(s"$abbrev: $fullName")
AK: Alaska
AL: Alabama
AR: Arizona

当 for 循环遍历映射时，每个键/值对都绑定到变量 abbrev 和 fullName ，它们位于元组中：

(abbrev, fullName) <- states

当循环运行时，变量 abbrev 被分配给映射中的当前键，变量 fullName 被分配给当前map 的值。

`for` 表达式

在前面的 for 循环示例中，这些循环都用于 副作用，特别是使用 println 将这些值打印到STDOUT。

重要的是要知道，您还可以创建有返回值的 for 表达式。您可以通过添加 yield 关键字和要返回的表达式来创建 for 表达式，如下所示：

val list =
  for (i <- 10 to 12)
  yield i * 2

// list: IndexedSeq[Int] = Vector(20, 22, 24)

val list =
  for i <- 10 to 12
  yield i * 2

// list: IndexedSeq[Int] = Vector(20, 22, 24)

在 for 表达式运行后，变量 list 是包含所示值的 Vector 。这是表达式的工作原理：

for 表达式开始循环访问范围 (10, 11, 12) 中的值。它首先处理值10，将其乘以2，然后产生结果为20的值。
接下来，它处理11—该范围中的第二个值。它乘以2，然后产生值22。您可以将这些产生的值看作它们累积在某个临时位置。
最后，循环从范围中获取数字 12，将其乘以 2，得到数字 24。循环此时完成并产生最终结果 Vector(20, 22, 24)。

虽然本节的目的是演示 for 表达式，但它可以帮助知道显示的 for 表达式等效于以下 map 方法调用：

val list = (10 to 12).map(i => i * 2)

只要您需要遍历集合中的所有元素，并将算法应用于这些元素以创建新列表，就可以使用 for 表达式。

下面是一个示例，演示如何在 yield 之后使用代码块：

val names = List("_olivia", "_walter", "_peter")

val capNames = for (name <- names) yield { 
  val nameWithoutUnderscore = name.drop(1)
  val capName = nameWithoutUnderscore.capitalize
  capName
}

// capNames: List[String] = List(Olivia, Walter, Peter)

val names = List("_olivia", "_walter", "_peter")

val capNames = for name <- names yield
  val nameWithoutUnderscore = name.drop(1)
  val capName = nameWithoutUnderscore.capitalize
  capName

// capNames: List[String] = List(Olivia, Walter, Peter)

使用 `for` 表达式作为方法的主体

由于 for 表达式产生结果，因此可以将其用作返回有用值的方法的主体。此方法返回给定整数列表中介于3和10之间的所有值：

def between3and10(xs: List[Int]): List[Int] =
  for {
    x <- xs
    if x >= 3
    if x <= 10
  } yield x

between3and10(List(1, 3, 7, 11))   // : List[Int] = List(3, 7)

def between3and10(xs: List[Int]): List[Int] =
  for
    x <- xs
    if x >= 3
    if x <= 10
  yield x

between3and10(List(1, 3, 7, 11))   // : List[Int] = List(3, 7)

`while` 循环

Scala while 循环语法如下：

var i = 0

while (i < 3) {
  println(i)
  i += 1
}

var i = 0

while i < 3 do
  println(i)
  i += 1

`match` 表达式

模式匹配是函数式编程语言的一个主要特征，Scala包含一个具有许多功能的 match 表达式。

在最简单的情况下，您可以使用 match 表达式，象Java switch 语句，根据整数值匹配。请注意，这实际上是一个表达式，因为它计算出一个结果：

// `i` is an integer
val day = i match {
  case 0 => "Sunday"
  case 1 => "Monday"
  case 2 => "Tuesday"
  case 3 => "Wednesday"
  case 4 => "Thursday"
  case 5 => "Friday"
  case 6 => "Saturday"
  case _ => "invalid day"   // the default, catch-all
}

import scala.annotation.switch

// `i` is an integer
val day = i match
  case 0 => "Sunday"
  case 1 => "Monday"
  case 2 => "Tuesday"
  case 3 => "Wednesday"
  case 4 => "Thursday"
  case 5 => "Friday"
  case 6 => "Saturday"
  case _ => "invalid day"   // the default, catch-all

在此示例中，变量 i 根据所示情况进行测试。如果它介于0和6之间，则 day 绑定到一个字符串，该字符串表示一周中的某一天。否则，捕获所有情况，这些情况用 _ 字符表示，这样 day 绑定到字符串 "invalid day"。

在编写像这样的简单 match 表达式时，建议在变量 i 上使用 @switch 注释。如果开关无法编译为 tableswitch 或 lookupswitch，则此注释会提供编译时警告，这个开关对性能更好。

使用缺省值

当您需要访问 match 表达式中匹配所有情况，也就是默认值时，只需在 case 语句的左侧提供一个变量名而不是 _，然后根据需要在语句的右侧使用该变量名称：

i match {
  case 0 => println("1")
  case 1 => println("2")
  case what => println(s"You gave me: $what")
}

i match
  case 0 => println("1")
  case 1 => println("2")
  case what => println(s"You gave me: $what" )

在模式中使用的名称必须以小写字母开头。以大写字母开头的名称并不引入变量，而是匹配该范围内的一个值：

val N = 42
i match {
  case 0 => println("1")
  case 1 => println("2")
  case N => println("42")
  case n => println(s"You gave me: $n" )
}

val N = 42
i match
  case 0 => println("1")
  case 1 => println("2")
  case N => println("42")
  case n => println(s"You gave me: $n" )

如果 i 等于42，则 case N 将匹配，然后打印字符串"42"。它不会到达默认分支。

在一行上处理多个可能的匹配项

如前所述，match 表达式具有许多功能。此示例演示如何在每个 case 语句中使用多个可能的模式匹配：

val evenOrOdd = i match {
  case 1 | 3 | 5 | 7 | 9 => println("odd")
  case 2 | 4 | 6 | 8 | 10 => println("even")
  case _ => println("some other number")
}

val evenOrOdd = i match
  case 1 | 3 | 5 | 7 | 9 => println("odd")
  case 2 | 4 | 6 | 8 | 10 => println("even")
  case _ => println("some other number")

在 `case` 子句中使用 `if` 守卫

您还可以在匹配表达式的 case 中使用守卫装置。在此示例中，第二个和第三个 case 都使用守卫来匹配多个整数值：

i match {
  case 1 => println("one, a lonely number")
  case x if x == 2 || x == 3 => println("two’s company, three’s a crowd")
  case x if x > 3 => println("4+, that’s a party")
  case _ => println("i’m guessing your number is zero or less")
}

i match
  case 1 => println("one, a lonely number")
  case x if x == 2 || x == 3 => println("two’s company, three’s a crowd")
  case x if x > 3 => println("4+, that’s a party")
  case _ => println("i’m guessing your number is zero or less")

下面是另一个示例，它显示了如何将给定值与数字范围进行匹配：

i match {
  case a if 0 to 9 contains a => println(s"0-9 range: $a")
  case b if 10 to 19 contains b => println(s"10-19 range: $b")
  case c if 20 to 29 contains c => println(s"20-29 range: $c")
  case _ => println("Hmmm...")
}

i match
  case a if 0 to 9 contains a => println(s"0-9 range: $a")
  case b if 10 to 19 contains b => println(s"10-19 range: $b")
  case c if 20 to 29 contains c => println(s"20-29 range: $c")
  case _ => println("Hmmm...")

样例类和 match 表达式

您还可以从 case 类中提取字段 —— 以及正确编写了 apply/unapply 方法的类 —— 并在守卫条件下使用这些字段。下面是一个使用简单 Person 案例类的示例：

case class Person(name: String)

def speak(p: Person) = p match {
  case Person(name) if name == "Fred" => println(s"$name says, Yubba dubba doo")
  case Person(name) if name == "Bam Bam" => println(s"$name says, Bam bam!")
  case _ => println("Watch the Flintstones!")
}

speak(Person("Fred"))      // "Fred says, Yubba dubba doo"
speak(Person("Bam Bam"))   // "Bam Bam says, Bam bam!"

case class Person(name: String)

def speak(p: Person) = p match
  case Person(name) if name == "Fred" => println(s"$name says, Yubba dubba doo")
  case Person(name) if name == "Bam Bam" => println(s"$name says, Bam bam!")
  case _ => println("Watch the Flintstones!")

speak(Person("Fred"))      // "Fred says, Yubba dubba doo"
speak(Person("Bam Bam"))   // "Bam Bam says, Bam bam!"

使用 `match` 表达式作为方法的主体

由于 match 表达式返回一个值，因此它们可以用作方法的主体。此方法采用 Matchable 值作为输入参数，并根据 match 表达式的结果返回 Boolean：

def isTruthy(a: Matchable) = a match {
  case 0 | "" | false => false
  case _              => true
}

def isTruthy(a: Matchable) = a match
  case 0 | "" | false => false
  case _              => true

输入参数 a 被定义为 Matchable类型—这是可以对其执行模式匹配的所有Scala类型的根。该方法通过在输入上进行匹配来实现，提供两种情况：第一个检查给定值是整数0，空字符串还是 false，在这种情况下返回 false。在默认情况下，我们为任何其他值返回 true。以下示例演示此方法的工作原理：

isTruthy(0)      // false
isTruthy(false)  // false
isTruthy("")     // false
isTruthy(1)      // true
isTruthy(" ")    // true
isTruthy(2F)     // true

使用 match 表达式作为方法的主体是一种非常常见的用法。

匹配表达式支持许多不同类型的模式

有许多不同形式的模式可用于编写 match 表达式。示例包括：

常量模式（如 case 3 => ）
序列模式（如 case List(els : _*) =>）
元组模式（如 case (x, y) =>）
构造函数模式（如 case Person(first, last) =>）
类型测试模式（如 case p: Person =>）

所有这些类型的模式匹配都展示在以下 pattern 方法中，该方法采用类型为 Matchable 的输入参数并返回 String ：

def pattern(x: Matchable): String = x match {

  // constant patterns
  case 0 => "zero"
  case true => "true"
  case "hello" => "you said 'hello'"
  case Nil => "an empty List"

  // sequence patterns
  case List(0, _, _) => "a 3-element list with 0 as the first element"
  case List(1, _*) => "list, starts with 1, has any number of elements"
  case Vector(1, _*) => "vector, starts w/ 1, has any number of elements"

  // tuple patterns
  case (a, b) => s"got $a and $b"
  case (a, b, c) => s"got $a, $b, and $c"

  // constructor patterns
  case Person(first, "Alexander") => s"Alexander, first name = $first"
  case Dog("Zeus") => "found a dog named Zeus"

  // type test patterns
  case s: String => s"got a string: $s"
  case i: Int => s"got an int: $i"
  case f: Float => s"got a float: $f"
  case a: Array[Int] => s"array of int: ${a.mkString(",")}"
  case as: Array[String] => s"string array: ${as.mkString(",")}"
  case d: Dog => s"dog: ${d.name}"
  case list: List[?] => s"got a List: $list"
  case m: Map[?, ?] => m.toString

  // the default wildcard pattern
  case _ => "Unknown"
}

def pattern(x: Matchable): String = x match

  // constant patterns
  case 0 => "zero"
  case true => "true"
  case "hello" => "you said 'hello'"
  case Nil => "an empty List"

  // sequence patterns
  case List(0, _, _) => "a 3-element list with 0 as the first element"
  case List(1, _*) => "list, starts with 1, has any number of elements"
  case Vector(1, _*) => "vector, starts w/ 1, has any number of elements"

  // tuple patterns
  case (a, b) => s"got $a and $b"
  case (a, b, c) => s"got $a, $b, and $c"

  // constructor patterns
  case Person(first, "Alexander") => s"Alexander, first name = $first"
  case Dog("Zeus") => "found a dog named Zeus"

  // type test patterns
  case s: String => s"got a string: $s"
  case i: Int => s"got an int: $i"
  case f: Float => s"got a float: $f"
  case a: Array[Int] => s"array of int: ${a.mkString(",")}"
  case as: Array[String] => s"string array: ${as.mkString(",")}"
  case d: Dog => s"dog: ${d.name}"
  case list: List[?] => s"got a List: $list"
  case m: Map[?, ?] => m.toString

  // the default wildcard pattern
  case _ => "Unknown"

try/catch/finally

与Java一样，Scala也有一个 try/catch/finally 结构，让你可以捕获和管理异常。为了保持一致性，Scala使用与 match 表达式相同的语法，并支持在可能发生的不同可能的异常上进行模式匹配。

在下面的示例中，openAndReadAFile 是一个执行其名称含义的方法：它打开一个文件并读取其中的文本，将结果分配给可变变量 text ：

var text = ""
try {
  text = openAndReadAFile(filename)
} catch {
  case fnf: FileNotFoundException => fnf.printStackTrace()
  case ioe: IOException => ioe.printStackTrace()
} finally {
  // close your resources here
  println("Came to the 'finally' clause.")
}

var text = ""
try
  text = openAndReadAFile(filename)
catch
  case fnf: FileNotFoundException => fnf.printStackTrace()
  case ioe: IOException => ioe.printStackTrace()
finally
  // close your resources here
  println("Came to the 'finally' clause.")

假设 openAndReadAFile 方法使用 Java java.io.* 类来读取文件并且不捕获其异常，则尝试打开和读取文件可能会导致 FileNotFoundException 和 IOException 异常，本例中，这两个异常在 catch 块中被捕获。

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if/then/else 结构

end if 语句

if/else 表达式总是有返回值

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多生成器

守卫

把 for 用在 Map 上

for 表达式

使用 for 表达式作为方法的主体

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