关于我王宏江, 花名 : 宏江 Blog:h1p://hongjiang.info 经历 : Java : 10y+ Scala : 2y+ 十年工作经验,2009 年加入阿里, 曾在阿里巴巴中文站和 laiwang.com 担任架构师, 现在中间件 & 稳定性平台部门 Scala 布道者业余马

Size: px

Start display at page:

Download "关于我王宏江, 花名 : 宏江 Blog:h1p://hongjiang.info 经历 : Java : 10y+ Scala : 2y+ 十年工作经验,2009 年加入阿里, 曾在阿里巴巴中文站和 laiwang.com 担任架构师, 现在中间件 & 稳定性平台部门 Scala 布道者业余马"

昨铮苗
7 years ago
Views:

1 Scala 中的函数式特征 ADC 2013

2 关于我王宏江, 花名 : 宏江 Blog:h1p://hongjiang.info 经历 : Java : 10y+ Scala : 2y+ 十年工作经验,2009 年加入阿里, 曾在阿里巴巴中文站和 laiwang.com 担任架构师, 现在中间件 & 稳定性平台部门 Scala 布道者业余马拉松爱好者

3 说明内容 1) Scala 中的函数式的特征 2) Scala 类型系统中的函数式特征交流 :h1ps://github.com/csug/csug/ 旺旺群 : Scala 交流和答疑 : /sugsug

4 函数式语言纯函数式语言非纯函数式语言 Haskell Miranda Clean 静态类型动态类型 ML OCaml Scala F# Lisp Scheme Erlang

5 关于 Scala 语言面向对象与函数式被看成一个硬币的两面,Scala 试图将这两面融合起来

6 怎么理解这两种风格?

7 命令式与函数式在程序设计语言实践之路一书中将面向对象与面向过程都归类为命令式语言

8 命令式与函数式

9 命令式与函数式图灵机 / 冯诺依曼体系其运算可看做 : 通过修改内存来反映运算的结果 ( 用命令修改状态 ) Lambda 演算 (λ calculus) 形式连续运算 ( 基于函数 ) 得到结果

10 函数式程序是跟值打交道的, 而不是跟状态打交道的它们的工具是表达式, 而不是命令 ML for the Working Programmer

11 值 vs 状态

12 副作用 (side effect)

13 Scala 的做法同时支持 val 和 var 体现了 scala 的平衡也可以说是圆滑鼓励使用 val, 但并不排斥 var; 实际编码中 val 占大多数

14 函数式是面向表达式的

15 Scala 中的表达式 1) 所有的表达式都有值 2) 除了赋值和函数调用表达式, 内置的几个表达式只有 :if,while,for,try,match 3) 块表达式 { } 是基本表达式的组合, 它的值是最后一个表达式的值

16 Scala 中的表达式一些表达式的值 : 1) a=1; 2) while(a<100){print(a)} 3) if(a<2) 1; 赋值表达式 while 表达式的值是 Unit 类型, 它的值是唯一的 : () if 表达式缺乏 else 的话, 不符合条件则返回 Unit 类型的 (); 即上面相当于 :if(a<2) 1 else ()

17 赋值语句的注意点 : 不同于 java: 1)while( (line = readline() )!= null ) 不起作用, 前边的 line = readline() 得到的是 Unit 类型值 2)x=y=1; // y=1; x=() y=1 表达式的结果是 (),x 被赋予了 Unit 类型的值

18 表达式主要是由函数调用组成的

19 Funcfon vs Method

20 Scala 中的 Funcfon/Method/Functor 1) 狭义地区分 ( 从可传递性上 ): 方法 (method): 指的是在 trait/class/object 中以 def 关键字声明的, 它不能被直接传递函数 (funcfon): 类型为 ParamsType=>ResultType 的变量, 这些变量背后是用 FuncfonN 对象来封装的 ; 可以被传递方法可以转换为函数 2) 广义上, 抛开背后的实现, 方法就是函数 ; 编译器某些场景自动把方法封装为一个函数对象来传递 Scala 社区并不特别区分这两个名词, 注意语境, 有时候函数就是指方法, 有时候则是指函数对象

21 函数作为一等公民

22 函数作为一等公民体现在哪儿? 1) 可传递 / 赋值 2) 嵌套函数和匿名函数 3) 高阶 4) 偏应用 (parfal applicafon) 5) 闭包参考 : h1p://en.wikipedia.org/wiki/first- class_funcfon

23 可传递 scala> def hf(f: ()=>String) = println(f) hf: (f: () => String)Unit scala> hf(()=> hi ) // 传递一个匿名函数 hi scala> def foo() = "ok" foo: ()String scala> hf(foo) // eta- conversion: ()=>foo() ok

24 可传递 scala> val fun = (x:int) => print(x) fun: Int => Unit = <funcfon1> scala> fun(2) 2

25 嵌套函数 scala> def foo () { def bar() { println("hi") } bar }

26 嵌套函数嵌套函数应用场景并不多, 其中一个场景是将递归函数的转为尾递归方式

27 匿名函数 lambda: 函数字面量 (Funcfon literal) (x :Int, y: Int) => x + y 参数右箭头函数体产生一段匿名函数, 类型为 (Int,Int)=>Int Scala 中参数的个数为 0 到 22 个

28 高阶函数

29 Scala 里的高阶函数第一种 : 用函数做参数的函数 eg: scala> def f2(f: ()=>Unit) { f() } f2: (f: () => Unit)Unit scala> def f1() {println(1)} f1: ()Unit scala> f2(f1) 1 scala> f2(()=>println( hi )) // 传入匿名函数 hi

30 Scala 里的高阶函数第二种 : 产生的结果是一个函数的函数 eg: scala> def hf():int=>int = x=>x+1 hf: ()Int => Int scala> val fun = hf fun: Int => Int = <funcfon1> scala> fun(2) res0: Int = 3

31 在 lambda 演算中, 每个表达式都代表一个只有单独参数的函数, 这个函数的参数本身也是一个只有单一参数的函数, 同时, 函数的值是又一个只有单一参数的函数

32 多个参数的函数怎么办?

33 柯里化 (currying)

34 柯里化 (currying) scala> def sum(x:int, y:int) = x+y sum: (x: Int, y: Int)Int // 参数打散, 两个参数分开 scala> def sum2(x:int)(y:int) = x+y sum2: (x: Int)(y: Int)Int

35 柯里化 (currying) scala> sum2(1)(2) res1: Int = 3 // 上面的调用相当于下面的几个步骤 scala> def first(x:int) = (y:int)=>x+y first: (x: Int)Int => Int scala> first(1) res2: Int => Int = <funcfon1> scala> val second = first(1) second: Int => Int = <funcfon1> scala> second(2) res3: Int = 3

36 柯里化 (currying) 函数链把一个带有多个参数的函数, 转换为多个只有一个参数的函数来执行 f(1)(2)(3) à ((f(1))(2))(3) 产生新的函数产生新的函数得到最终的值 fa(1) r(2) fc(3) x 带入参数 1 执行带入参数 2 执行带入参数 3 执行

37 柯里化 (currying) 柯理化的实际用途? 1) 控制抽象, 可改变代码的书写风格 foo(res, ()=>print( test)) foo(res)(()=>print( test )) foo(res){ ()=>print( test ) }

38 柯理化的实际用途? 2) 实现部分应用函数柯里化 (currying)

39 部分应用函数 (parfal applicafon funcfon) 把一个函数适配为另一个函数

40 偏应用函数 (parfal applicafon funcfon) 占位符 :_ scala> def pow(x:int, y:int) = Math.pow(x,y) pow: (x: Int, y: Int)Double scala> pow(2,3) res4: Double = 8.0 scala> val square = pow(_:int, 2) square: Int => Double = <funcfon1> scala> square(3) res5: Double = 9.0

41 部分应用函数 (parfal applicafon funcfon) scala> def log(fme:date, msg:string) { println(fme + ": " + msg) } log: (fme: java.ufl.date, msg: String)Unit scala> val log2 = log(new Date, _:String) log2: String => Unit = <funcfon1> scala> log2("test1") scala> log2("test2") scala> log2("test3") 三次时间一样吗? 绑定的是表达式, 还是表达式的结果?

42 部分应用函数 (parfal applicafon funcfon) 不绑定任何参数 scala> val pow2 = pow _ pow2: (Int, Int) => Double = <funcfon2>

43 闭包 (closure)

44 Java 中的匿名内部类如何访问局部变量 public Thread createthread(){ // 提升局部变量的生命周期 final int innervar = 100; } return new Thread(){ public void run(){ System.out.println(innerVar); } }; innervar 还是分配在栈空间上么? Java 的匿名内部类, 和闭包很像但用匿名内部类来实现, 前提是先要定义好该行为的接口繁琐一些, 不那么灵活

45 逻辑行为 + 上下文

46 scala> def foo = { val localval = "hello" val fun = ()=> localval + ",world" fun }

47 Scala 的类型系统中的函数式特征

48 generic types as first- class types

49 generic types as first- class types 怎么理解?

50 Java : class List<T> {} Scala: class List[T] List[T] type parameter type constructor

51 Java : class List2<C<T>> {} // 不支持 Scala: class List2[C[T]] 或 class List2[C[_]] List2[C[_]] 类型参数也是一个类型构造器

52 generic types as first- class types scala> new List2[List] 泛型也可以被当作类型参数传递, 与普通类型没有区别

53 对类型归纳 type Proper type( 自身类型 ) Int, String, List[String] List2[List] first- order/higher- order type ( 一阶 / 高阶类型 : 类型构造器 ) List ( 一阶 ), List2 ( 高阶 )

54 Higher- kinded type

55 Kind?

56 类型是对数据的抽象 String Int hi alibaba 2 100

57 Kind: 类别, 对类型的抽象 Kinds Types Values 注 : 类别这个翻译不确定是不是标准

58 所有的 proper type 被抽象为同一种 kind, 用 * 表示 Kind: * Proper type: String List[Int] Pair[Int,Int]

59 对一阶类型的抽象 : 通过 Currying 一阶 Kind: * * * * * 一阶类型 / 类型构造器 : Set List Pair

60 对高阶类型的抽象 : Higher- Kind: ( * *) * 高阶类型 / 类型构造器 : List2

61 图上少了 higher- kind, h1p://adriaanm.github.io/files/higher.pdf

62 以函数的视角 class List[T] List 是一个类型构造器, 类似一个一阶函数, 接受一个 proper type 参数, 并生成一个 proper type. List : (T) => List[T] * * class List2[C[_]] List2 类似高阶函数, 接受一个类型构造器, 生成一个 proper type List2: (T=>C[T]) => List2[C] (* *) *

63 type lambda Scala supports a limited version of type lambda

64 type lambda scala> def foo[m[_]] (f : M[Int]) = f scala> foo[list] ( List(1,2,3) ) res9: List[Int] = List(1, 2, 3) scala> foo ( List(1,2,3) ) // 类型参数可以省略, 编译器会推断 res9: List[Int] = List(1, 2, 3) scala> foo( (x:int) => println(x) ) // 如何让这句能编译通过?

65 type lambda (x:int) => println(x) 背后是 Funcfon1[Int, Unit] scala> foo[ ({type X[Y] = Funcfon1[Y, Unit]})#X ] ( (x:int)=>print(x) ) res5: Int => Unit = <funcfon1>

66 Scala 的类型系统是图灵完备的, 即利用类型系统本身就可以解决一些问题利用 scala 的类型系统解决汉诺塔 : h1ps://gist.github.com/jrudolph/66925

67 我们在招人不限内部或外部联系 : hongjiang.wanghj@alibaba- inc.com

68 Q&A

什么是函数式编程?

函数式编程 FUNCTIONAL PROGRAMMING byvoid@byvoid.com 什么是函数式编程? 真相是从停机问题开始 Bug 假设有停机判定算法 function halting(func, input) { } return if_func_will_halt_on_input; 充分利用停机判定 function ni_ma(func) { if (halting(func,

关于我 王宏江, 花名 : 宏江 Blog:h1p://hongjiang.info 经历 : Java : 10y+ Scala : 2y+ 十年工作经验,2009 年加入阿里, 曾在阿里巴巴中文站和 laiwang.com 担任架构师, 现在中间件 & 稳定性平台部门 Scala 布道者 业余马

关于我王宏江, 花名 : 宏江 Blog:h1p://hongjiang.info 经历 : Java : 10y+ Scala : 2y+ 十年工作经验,2009 年加入阿里, 曾在阿里巴巴中文站和 laiwang.com 担任架构师, 现在中间件 & 稳定性平台部门 Scala 布道者业余马