Scala讲座：编程的思考方法

这篇是Scala讲座第七篇的第三部分，总括了函数式编程的思考方法。

在进行什么编程的时候，你用什么方法来思考呢？用命令是方法来考虑的话，一定是考虑“首先有一个变量，然后一边循环一边判断一下这样的条件，接着进行这种操作・・・”这样的操作步骤吧。

面向对象式方法来考虑时，一定是先考虑“程序中出现的这个对象里有什么东西（数据）呀？”，然后再给对象分配 “动作”（方法）吧。整体印象应该是，“对象”们互相分配好自己的工作，对象自己只做自己的工作其他的工作交给其他对象来完成，“对象”们互相合作来完成一个处理吧。即使是面向对象的情况下，对于一般语言来说，对象方法内也是用命令方式来实现的。

那么，函数式编程该是怎样的景象呢？函数式编程是“将函数应用在值或者对象上”这种思考方法，也就是函数只是将值或者对象转换成不同的别的东西。这样说，可能函数式方法还是很难在读者脑中浮现，那么就以“命令型”和“函数式”两种类型的例子为基础进行阐述吧。

[Scala讲座]题目：架子上的苹果

题目内容为模拟“架子上有100个苹果，一个个剥皮吃掉最后一个也没有了。“这个过程。运行结果的样子因该如下所示：

> scala AppleCounter  



99 apples on the wall.  




98 apples on the wall.  



:  



2 apples on the wall.  




1 apple on the wall.  



no apple on the wall. 

当苹果只有1或0个的时候，由于不是复数情况，所以处理方法有所不同。先用命令方式来实现一下。

object AppleCounter{  


def main(args:Array[String]):Unit = {  


var appleList:List[String] = List()  



for(i 1 to 100) {  




var counter = 100 -i  




if (counter == 1) appleList = appleList ::: List("1 apple on the wall.")  




if (counter == 0) appleList = appleList ::: List("no apple on the wall.")  




if (counter != 1 && counter != 0)  




appleList = appleList ::: List(counter + " apples on the wall.")  



}  


appleList.foreach(x => println(x))  


}  


} 

首先准备好列表变量appleList，接着做100次循环。循环中用变量counter来存放当前所剩的苹果数，并根据该数字向例表末尾加入描述文本，其中对于1个和0个的情况进行特殊处理。最后使用appleList的foreach方法对每一列表成员进行打印操作。题外话，由于Scala是函数式+面向对象语言，所以能够以这种命令式方法来编程，这对于不熟悉函数式编程的用户来说也还真不错。
好了，这次用函数式的方法来重新实现一下同样的逻辑。那么该怎样考虑函数式的实现呢？下面是实现例子。

object AppleCounter {  



def main(args:Array[String]):Unit = {val appleList = (0 until 100).reverse.map(x => x match {  




case 1 => "1 apple on the wall." 




case 0 => "no apple on the wall." 




case _ => x + " apples on the wall." 



})  


appleList.foreach(x => println(x))  


}  


} 

这里不是想说明“程序短了不少啊・・・”，而是希望大家明白思考方法的不同之处（不过这里并没有声明变量appleList的类型，能够进行如此复杂的类型推断也真是挺厉害的呀！）。编写这段程序的时候，我一开始就没有考虑到循环这个概念。比起循环，我考虑的是如何将函数用在数字列表变量上。首先不是逻辑，而是创建用于执行函数的对象（这里是数字列表），然后考虑选择哪种函数来执行。
首先考虑创建如下的列表对象。

List(99, 98, 97, .... 2, 1, 0) 

这个通过(0 until 100).reverse部分来实现。接着对于这个列表的一个个数字，考虑返回数字相对应字符串的函数。对应部分如下

(上面的列表).map(x => x match {  



case 1 => "1 apple on the wall." 




case 0 => "no apple on the wall." 




case _ => x + " apples on the wall." 



}) 

用Scala进行像样的函数式编程时，map是最重要的函数之一。也就是，对于列表中的每个元素用map函数传进来的函数执行一下，然后返回他的结果列表。这里传递给map函数的参数（函数对象）内容是：对于1返回1 apple on the wall.；对于0返回no apple on the wall；其他情况比如22，返回22 apples on the wall。根据该内容，map函数返回如下列表

List("99 apples on the wall.", "98 apples on the wall.", …"no apple on the wall.") 

最后一行类似于命令式编程，对于例表appleList用foreach方法循环遍历，并用foreach传进的函数打印列表所有的元素，然后程序结束。
函数map不仅在List类中有，其他很多类中也有。

Scala讲座 图：map函数概念图