- 零、本讲学习目标
- 一、条件表达式
- （一）语法格式
- （二）执行情况
- （三）案例演示
- 任务1、根据输入值的不同进行判断
- 任务2、编写Scala程序，判断奇偶性
- 二、块表达式
- （一）语法格式
- （二）执行情况
- （三）案例演示
- 三、for循环
- （一）单重for循环
- 1、语法格式
- 2、执行情况
- 3、案例演示
- 任务1：输出1到10
- 任务2、遍历字符串，输出每个字符
- 任务3、计算 1 + 2 + 3 + ... + 100
- 任务4、输出列表内的偶数
- 任务5、输出全部两位素数
- （二）嵌套for循环
- 1、语法格式
- 2、案例演示
- 任务1、打印九九表
- 方法一、采用双重循环来实现
- 方法二、采用单重循环来实现
- 方法三、采用单重循环与流间变量绑定来实现
- 方法四、采用单重循环、流间变量与yield来实现
- 任务2、去掉对角线
- 课堂练习：编程求解百钱买百鸡问题
- 四、条件循环
- （一）while循环
- 1、语法格式
- 2、案例演示
- 任务1、计算1+ 2 + 3 + ... + 100
- 任务2、打印全部水仙花数
- （二）do while循环
- 1、语法格式
- 2、案例演示
- 任务：计算1+ 2 + 3 + ... + 100
- 五、异常处理
- （一）异常处理概述
- （二）案例演示
- 任务：演示try-catch-finally
- 六、match结构
- （一）语法格式
- （二）案例演示
- 任务：给城市下评语
- 七、变量作用域
- （一）Java变量作用域
- 1、内部能访问外部
- 2、外部不能看内部
- （二）Scala变量作用域
- 1、内部不能访问外部
- 2、外部不能访问内部
- 八、补充案例
- 任务：评定成绩等级
- 1、编写符合函数式编程风格的Sala程序
- 2、函数式风格的程序有几个特点
- 3、非函数式风格的程序
- 掌握条件表达式
- 掌握各种循环
- 理解流间变量绑定
- 掌握yield语句的使用
- 掌握异常处理语句
- 了解match语句的使用
- 理解变量作用域
一、条件表达式 （一）语法格式Scala提供的控制结构并不算多，因为在函数式编程中，可以自己开发出各种功能的控制结构，所以Scala提供的原生控制结构仅仅够用为止。
if (条件) 值1 else 值2（二）执行情况
- 条件为真，结果是值1；条件为假，结果是值2。如果if和else的返回结果同为某种类型，那么条件表达式结果也是那种类型，否则就是Any类型
- 当然也可以在一个表达式中进行多次判断
- 可以将上述条件表达式改造成嵌套的选择结构，可读性倒是提高了，但是简洁性降低了
- 打开Scala项目ScalaDemo2022，创建net.hw.structure包，在包里创建Example01对象
package net.hw.structure
import scala.io.StdIn
object Example01 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
print("n = ")
val n = StdIn.readLine().toInt
if (n % 2 == 0) {
println(n.toString + "是偶数")
} else {
println(n.toString + "是奇数")
}
}
}
-
运行程序，查看结果
-
利用if结构具有返回值的特性，改写程序
-
运行程序，查看结果
{语句组}
- 块表达式为包含在符号“{}”中的语句块
- 需要注意的是，Scala中的返回值是最后一条语句的执行结果，而不需要像Java一样单独写return关键字。如果表达式中没有执行结果，就返回一个Unit对象，类似Java中的void。
- 语句块最后一句的值就是整个块表达式的结果
- 语句块最后一句没有执行结果，那么块表达式结果就是Unit
for (变量 <- 集合或数组 (条件)) {
语句组
}
2、执行情况
- 表示将集合或数组中的每一个值循环赋给一个变量
- 两种方式实现
- Range(a, b): 从a到b，不包含b，跟Python里的range函数一样，含头不含尾
- 1 to 10表示将1到10的所有值组成一个集合，且包括10。若不想包括10，则可使用关键字until
- 用Java语言完成任务
- 用Python语言完成任务
- 打印字符直角三角形
- 利用map函数产生每行星号构成的向量，然后利用foreach函数循环输出
- 利用双重循环与流间变量
- 方法一、按索引取字符串的每个字符
- 方法二：将字符串看作一个由多个字符组成的集合
- 从Scala2.13.0开始，其它类型数据与字符进行+运算，会抛出警告信息
- c是Char类型，因此需要调用toString方法，将其转换成字符串，才能与其它字符串连接
- 注意sum必须定义为var型变量
- 采用两种方式来实现
- 采用Java语言实现
- 采用Python语言实现
for (n <- 10 to 100; if !(n % 2 == 0 || n % 3 == 0 || n % 5 == 0 || n % 7 == 0))
print(n.toString + " ")
（二）嵌套for循环
1、语法格式
- 传统格式
for (变量1 <- 集合或数组(条件)）
for (变量2 <- 集合或数组(条件)) {
语句组
}
}
- 特有格式
for (变量1 <- 集合或数组; 变量2 <- 集合或数组 (条件)) {
语句组
}
2、案例演示
任务1、打印九九表
方法一、采用双重循环来实现
- 在项目ScalaDemo2022里创建Example02对象
package net.hw.structure
object Example02 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
for (i <- 1 to 9) {
for (j <- 1 to i)
print(i.toString + "×" + j + "=" + (i * j) + "t")
println()
}
}
}
- 运行程序，查看结果
- 在项目ScalaDemo2022里创建Example03对象
package net.hw.structure
object Example03 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
for (i <- 1 to 9; j <- 1 to i) {
print(i.toString + "×" + j + "=" + (i * j) + "t")
if (i == j) println()
}
}
}
- 运行程序，查看结果
- 在项目ScalaDemo2022里创建Example04对象
- 在for循环头里sep = if (i == j) "rn" else "t"就是流间变量绑定
package net.hw.structure
object Example04 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
for (i <- 1 to 9; j <- 1 to i; sep = if (i == j) "rn" else "t")
print(i.toString + "×" + j + "=" + (i * j) + sep)
}
}
- 运行程序，查看结果
- for循环语句本身的返回值是Unit类型，无论在循环体中返回什么都是无效的，最终得到的都是Unit的值，但是可以在循环中的循环条件和循环体之间加上yield关键字，那么就可以将循环体产生的返回值组成数组进行返回。
- 在项目ScalaDemo2022里创建Example05对象
package net.hw.structure
object Example05 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val list = for (i <- 1 to 9; j <- 1 to i; sep = if (i == j) "rn" else "t")
yield i.toString + "×" + j + "=" + (i * j) + sep
for (x <- list) print(x)
}
}
- 运行程序，查看结果
- 一个三阶方阵，单元格的值是行号与列号的乘积，去掉对角线，输出剩余元素
- 方法一、传统双重循环
- 方法二、特有双重循环
- 我国古代数学家张丘建在《算经》一书中曾提出过著名的“百钱买百鸡”问题，该问题叙述如下：鸡翁一，值钱五；鸡母一，值钱三；鸡雏三，值钱一；百钱买百鸡，则翁、母、雏各几何？
- 翻译过来，意思是公鸡一个五块钱，母鸡一个三块钱，小鸡三个一块钱，现在要用一百块钱买一百只鸡，问公鸡、母鸡、小鸡各多少只？
{ c o c k + h e n + c h i c k = 100 ( 1 ) c o c k × 5 + h e n × 3 + c h i c k 3 = 100 ( 2 ) begin{cases} cock + hen + chick = 100 &(1) \ cock times 5 + hen times 3 + displaystyle frac{chick}{3}= 100 & (2)\ end{cases} ⎩ ⎨ ⎧cock+hen+chick=100cock×5+hen×3+3chick=100(1)(2)
- Scala的while循环与Java类似
while(条件) {
循环体
}
2、案例演示
任务1、计算1+ 2 + 3 + … + 100
- 注意：sum必须是变量
- 采用函数式风格来写代码，递归函数来实现求和，注意：此处sum是常量
- 所谓水仙花数，是指等于其各位数字立方和的三位数。
qquad
153
=
1
3
+
5
3
+
3
3
153=1^3+5^3+3^3
153=13+53+33
qquad
370
=
3
3
+
7
3
+
0
3
370=3^3+7^3+0^3
370=33+73+03
qquad
371
=
3
3
+
7
3
+
1
3
371=3^3+7^3+1^3
371=33+73+13
qquad
407
=
4
3
+
0
3
+
7
3
407=4^3+0^3+7^3
407=43+03+73
-
对于[100, 999]范围的每个数n，我们要去判断它是否等于其各位数字的立方和，这里的难点或关键在于如何分解一个三位数，得到它的每位数字。
-
假设我们已经把三位数n分解成百位数p3，十位数p2，个位数p1，
这样我们的筛选条件就可以写出来：n == p3 * p3 * p3 + p2 * p2 * p2 + p1 * p1 * p1。 -
如何拆分一个三位数n呢？
-
首先求n的个位数：n % 10
然后要将三位数变成两位数：n = n / 10;
对于新的两位数n，又求它的个位数：n % 10
然后要将两位数变成一位数：n = n / 10; -
也就是说我们可以交替使用求余和整除运算将一个三位数拆分，得到它的个位数、十位数和百位数。当然这个分解方法可以推广到任何多位数的拆分。
-
在net.hw.structure包里创建Example06对象
package net.hw.structure
object Example06 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
for (n <- 100 to 999) {
val p1 = n % 10 // 个位数
val p2 = n / 10 % 10 // 十位数
val p3 = n / 100 // 百位数
if (n == p1 * p1 * p1 + p2 * p2 * p2 + p3 * p3 * p3)
println(n.toString + " = " + p3 + "^3 + " + p2 + "^3 + " + p1 + "^3")
}
}
}
- 运行程序，查看结果
- 与Java语言一样，do while循环与while循环类似，但是do while循环会确保至少执行一次循环。
do {
循环体
} while(条件)
2、案例演示
任务：计算1+ 2 + 3 + … + 100
五、异常处理
（一）异常处理概述
- Scala中继承了Java的异常机制，提供了程序中产生意外情况时处理的机制，抛出异常的过程和Java中基本一致，通过throw关键字进行：throw XxxException()，一旦抛出可以当场捕获处理或接着向上抛，捕获异常是通过 try-catch-finally来实现的。
- try-catch是有返回值的：如果没有异常就是try语句的返回值，如果有异常就是catch语句的返回值。注意不会是finally的返回值，finally即使有返回值，也会被抛弃，这点和Java是不同的。
- 在net.hw.structure包里创建Example07对象
package net.hw.structure
import java.io.IOException
object Example07 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
var message = ""
val result = try {
mx()
"恭喜，程序执行正常！"
} catch {
case e: NullPointerException => "空指针异常"
case e: IOException => "呵呵，I/O异常~"
case e: Exception => "管它呢，反正是异常~"
} finally {
message = "程序到此为止！"
"无论是否有异常，都会执行finally里的语句~"
}
println(result)
println(message)
}
def mx(): Unit = {
throw new RuntimeException("随便抛出一个异常~")
}
}
-
执行程序，查看结果（此时有异常，result取的是catch里的返回值 - 管它呢，反正是异常~，finally语句块执行了的，因此message可以打印出来 - 程序到此为止！）
-
注释掉mx()方法里的语句
-
执行程序，查看结果（此时有异常，result取的是try里的返回值 - 恭喜，程序执行正常！）
-
在Scala里，finally的返回值不会覆盖try和catch的返回值，这一点跟Java不同。
-
运行程序，查看结果（此时运行test()方法，调用mx()方法抛出异常，执行catch语句块，返回异常~，但是要被finally语句块的返回值停止！覆盖，因此最终输出的就是停止！）
-
我们把mx()方法里的抛出异常的语句注释掉，此时程序正常运行，但是test()方法的返回值不会是正常~，还是会被finally语句块的返回值覆盖，成为停止！
变量 match {
case 值1 => 表达式1或语句1
case 值2 => 表达式2或语句2
case 值3 => 表达式3或语句3
……
case _ => 表达式n或语句n
}
- Scala中的match类似于其他语言的switch。与Java不同的是，match语句可以应用在任何类型量或表达式上，另外不需要调用break语句，match默认执行完一个case后直接跳出match结构。注意，match是具有返回值的，就是被选到的case的值。
- 在net.hw.structure包里创建Example08对象
package net.hw.structure
import scala.io.StdIn
object Example08 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
print("输入城市：")
val city = StdIn.readLine();
val comment = city match {
case "北京" => "伟大的首都"
case "上海" => "神奇的魔都"
case "泸州" => "醉人的酒城"
case _ => "一般的城市"
}
print(city + ": " + comment)
}
}
- 运行程序，查看结果
- Java中根据不同大括号区分变量作用范围，不允许有叠加，外部看不到内部，内部能看到外部。
- Scala中根据不同大括号区分变量作用范围，不允许有叠加，外部看不到内部，内部看不到外部。
- 在net.hw.structure包创建Example09对象
- 在net.hw.structure包创建Example10对象
- 在net.hw.structure包里创建Example11对象
package net.hw.structure
import scala.io.StdIn
object Example11 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
print("score = ")
val score = StdIn.readLine().toInt
val comment = if (score > 100) {
"超出范围"
} else if (score >= 90) {
"优秀"
} else if (score >= 80) {
"良好"
} else if (score >= 70) {
"中等"
} else if (score >= 60) {
"及格"
} else if (score >= 0) {
"不及格"
} else {
"超出范围"
}
println("评语：" + comment)
}
}
- 运行程序，查看结果
- if结构像函数一样有返回值
- if结构里除了传入参数score之外，没有别的变量。
-if结构里没有与外界交流，比如输入或输出或网络连接或读取文件之类。 - 函数式编程是为了处理计算，不考虑系统的读写（I/O）。
- 函数式编程强调没有副作用（指的是函数内部与外部互动，产生运算以外的其它结果）。函数要求独立，只返回一个值，没有其它行为，尤其不能修改外部变量的值。
-
看看下面这个程序 - Example12
-
虽然处理结果跟上面那个程序一样，但是并不符合函数式编程风格。因为if结构有副作用，修改了if结构之外的变量comment的值。
-
再看看下面这个程序 - Example13
-
不符合函数式编程风格。因为if结构有副作用，有写操作。
