Scala语言基础和面向对象编程基础思维导图

U492222082

2025-03-02

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编程语言

语言基础

编程基础

编程语言，语言基础相关内容讲解

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思维导图大纲

Scala简介

Scala基本概念

Scala是一门基于JVM的编程语言，融合了面向对象和函数式编程的特性。

Scala可以无缝操作Java代码，并支持强大的函数式编程方式。

Scala的定义和特性

Scala是ScalableLanguage的简写，是一门多范式的编程语言，由MartinOdersky设计

特性包括兼容性、简洁、高层抽象和高级的静态类型变化。

Scala语言基础

基本语法

区分大小写：类名首字母大写，方法名首字母小写。

标识符命名规则采用camel命名法，避免使用下划线结尾。

支持单行和多行注释，注释在编译中会被忽略

关键字和注释

关键字如abstract,case,class等。

注释形式包括//和/*...*/

支持嵌套多行注释

变量

val和var

val声明不可变变量，var声明可变变量。

建议优先使用val，提高代码安全性。

数据类型和运算符

数据类型

支持Byte,Short,Int,Long,Float,Double,Char,String,Boolean等基本数据类型。

字符串插值操作利用$进行。

运算符

算术运算符（+,-,*,/,%）

关系运算符（==,!=,>,<）

逻辑运算符（&&,||,!）

位运算符（&,|,^,~,<<,>>）

赋值运算符（=,+=,-=,/=,*=,%=)

控制结构

IF...ELSE语句

行IF...ELSE和块IF...ELSE两种形式。

条件表达式可以返回值。

循环

for循环、foreach循环、while循环和do..while循环

增强for循环

for推导式

函数的定义和调用

使用def关键字定义函数，支持高阶函数和匿名函数。

函数可以通过名字直接调用，也可以作为参数传递给其他函数。

内置函数和自定义函数

内置函数如min和max。

自定义函数使用def定义，函数可以递归调用。

函数参数

参数求值策略：callbyvalue和callbyname。

默认参数、带名参数和可变参数。

Lazy值

使用lazy关键字声明懒值，只有在第一次使用时才会计算其值。

Lazy值的使用

使用lazy声明延迟加载，首次调用时才进行初始化。

实例包括读取文件等场景。

异常处理

异常机制

使用throw抛出异常，try...catch...finally捕获和处理异常。

catch语句可以捕获特定类型的异常，finally必须执行。

数组

定长数组和变长数组

定长数组使用Array关键字，变长数组使用ArrayBuffer。

数组操作包括元素访问、追加、插入和删除。

数组

遍历数组

使用增强for循环、until和foreach方法实现数组遍历。

数组转换

使用yield关键字对数组进行转换，生成新的数组而不改变原始数组

数组常用方法

提供min、max、sum和sorted等常用方法简化数组操作

元组

创建元组

使用TupleN类创建包含多个不同类型元素的元组。

访问和遍历元组

使用下划线加下标访问元组元素，使用foreach遍历元组中的每个元素。

拉链操作

使用zip方法将两个数组对应值绑定在一起，形成新的元组数组。

集合

列表（List）

不可变列表

列表分为可变和不可变两种，默认为不可变列表。

使用+:、++等方法在列表头部或尾部添加元素。

可变列表

使用ArrayBuffer实现变长数组，支持动态添加和删除元素。

集合（Set）

不可变Set

不可变Set不允许修改元素，提供交集、并集等操作

可变Set

可变Set支持动态添加和删除元素

映射（Map）

创建映射

使用>或元组方式创建不可变Map

不可变映射

不可变Map主要用于遍历操作，不能添加或删除键值对。

可变映射

可变Map支持添加、删除和更新键值对

获取映射的值

通过键获取对应的值，支持多种遍历方式如for循环和foreach。

类

类的定义

定义类的基本语法，包括成员属性和成员方法

使用private修饰符实现属性或方法的封装。

构造器

主构造器

类名后面的内容为主构造器，主构造器参数默认为私有。

辅助构造器

使用this关键字定义辅助构造器，辅助构造器必须调用主构造器。

内部类

在一个类中定义另一个类，内部类绑定到外部对象。

示例：定义班级类和学生类，班级类中管理学生信息。

继承

父类具有无参构造器的继承

子类继承父类，重写父类方法和属性。

示例：定义Children类继承Person类，重写sayHello方法。

父类具有带参构造器的继承

子类继承带参构造器的父类，使用override关键字覆盖父类属性和方法。

示例：定义Children类继承带参构造器的Person类，实现子类特有的属性和方法。

单例对象和伴生对象

单例对象

单例对象类似于Java的静态类，所有成员默认为静态。

示例：定义单例对象存放日期格式化工具。

伴生对象

单例对象与同名类共存，称为伴生对象，可以互相访问私有成员。

示例：定义Person类及其伴生对象，实现类外访问私有属性。

apply方法

在伴生对象中定义apply方法，简化对象初始化。

示例：利用apply方法实现Students对象初始化，省略new关键字

特质（Trait）

将trait作为接口使用

使用with关键字实现多继承，trait支持定义字段和方法实现。

示例：定义Car类继承Tire和steeringWheel两个特质。

在trait中定义具体方法

trait可以定义具体方法，支持通用功能的复用

示例：定义日志打印方法，复用多个子类。

混合使用trait的具体方法和抽象方法

在trait中混合使用具体方法和抽象方法，具体方法依赖于抽象方法。

示例：定义ValidTrait包含具体方法valid和抽象方法getName。

包和引入

创建包

使用package关键字创建包，组织代码结构。

示例：定义MyClass并放置在org.sc.test包中。

引用

使用import引入包或对象，支持选择性引入和通配符引入。

示例：引入com.sc.test包中的DenseMatrix和DenseVector。

包重命名和隐藏方法

使用=>重命名引入的包成员，避免命名冲突。

使用=>_隐藏特定成员，避免二义性。

示例：隐藏java.util.HashMap，优先使用Scala.collection.mutable.HashMap。

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