scala-03-for表达式

Mar 15, 2017 | scala

前言

scala中的for相比于java而言非常的灵活多变，同时功能也非常强大。
众所周知，在java或者其他传统的语言中，大多数情况下for只是用来做循环遍历的用途。但是在scala中for却是有许多独特的用法。

for表达式的一般形式

1	for (sequence) yield expression

此处的sequence由生成器、定义、过滤器组成。比如:

1 2	val list = List.range(1, 11) val sub2 = for (i <- list; if i % 2 == 0) yield 2 * i

此处的圆括号也可以用花括号来代替:

for {
    i <- list //生成器
    if i % 2 == 0 //过滤器
} yield 2 * i

for表达式的转译

此处所说的转译指的是编译器将我们所写的for表达式中的生成器、过滤器等转译为等价的高阶函数的过程。

带yield的for转译

带yield的for表达式都会被转译为高阶函数 map,flatMap,filter的组合调用。

比如：

val sub2=for {
    	i <- list //生成器
    	if i % 2 == 0 //过滤器
	} yield 2 * i

将会被转译为：

1	val sub2 = list.filter(_ % 2 == 0).map(_ * 2)

不带yield的for转译

不带yield的for表达式都会被转译为对高阶函数 filter和foreach的组合调用。

比如:

for {
    i <- list //生成器
    if i % 2 == 0 //过滤器
} {
    println(i * 2)
}

将会被转译为：

1	list.filter(_ % 2 == 0).foreach(i => println(i * 2))

for表达式的适用场景

对于scala本身提供的类型比如List和Array，对其使用for表达式的情况很常见，但通常我们很少问为什么？

就像java中增强的for循环的应用一样：

1
2
3

for(String s : names){
	//....
}

对java而言，这里的names可以是什么类型？？？

事实上，for表达式的适用场景不仅是针对于Array和List。
scala提供的其他类型比如Range、Iterator、Stream、Set等一样可以使用for表达式。
比如：

1 2	for (i <- Range(1, 3)) println(i)

正是由于for表达式的转译仅仅依赖于 map,flatMap,filter,foreach这几个有限数量的高阶函数。
所以for表达式的大规模的适用场景就是理所当然的了。

一般而言，有如下规律：

假设T为你的某种自定义类型：

如果T同时定义了 map , flatMap , filter , foreach
- 恭喜你，T可以完美的支持for表达式的所有操作
T只定义了map
- 可以使用带单个生成器的for
T定义了map和flatMap
- 可以使用带若干个生成器的for
T定义了foreach
- 可以使用带若干个生成器的for
T定义了filter
- 可以使用带过滤器的for

此时的T的定义可能如下所示：

abstract class T[A]{
	def map[B](f:A=>B):T[B]
	def flatMap[B](f:A=>T[B]):T[B]
	def filter(p:A=>Boolean):T[A]
	def foreach(f:A=>Unit):Unit
}

例子

最后以书籍《Programming in Scala》中的一个非常经典的例子来结尾。

题意

有一个代表书籍的内存数据库列表如下：

case class Book(title: String, authors: String*)
object Book {
    def books: List[Book] = {
        val books: List[Book] = List(
            Book(
                "Structure and Interpretation of Computer Programs",
                "tom", "cat"), // 
            Book(
                "Principles of Compiler Design",
                "tom", "apache"), //
            Book(
                "The Java Language Specification",
                "Gosling, James", "Joy, Bill", "Steele, Guy", "Bracha, Gilad"), // 
            Book(
                "Programming in Modula-2",
                "tom", "spark"), //
            Book(
                "Elements of ML Programming",
                "tom", "cat") //
                )
        return books
    }
}

要求一

找出姓”Gosling”的作者的所有书籍

val result = for {
    b <- books
    a <- b.authors if a.startsWith("Gosling")
} yield b.title
println(result)

要求二

找出所有书名中包含Programming的书籍的书名

val names = for (b <- books if b.title.indexOf("Programming") >= 0)
    yield b
println(names)

要求三

找出写了两本书的作者的名字

val authors = for {
    b1 <- books
    b2 <- books if b1 != b2
    a1 <- b1.authors
    a2 <- b2.authors if a1 == a2
} yield a1
println(authors)

注意，此处的结果或会重复。

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