每天兩頁，分享《Programming in Scala》的心得。

這個(gè)系列之前其實(shí)寫過。具體可以看：

寫給小師妹的Scala學(xué)習(xí)筆記·開篇
寫給小師妹的Scala學(xué)習(xí)筆記·二

當(dāng)時(shí)是為了快速“學(xué)會(huì)”Scala，選擇了疾風(fēng)式的搞法，幾周就擼完一本書。

這次我們慢下來，找一本Scala作者自己寫的書，仔細(xì)品一品Scala的設(shè)計(jì)哲學(xué)，并且以日記的形式記錄一下所思所想。

以下是正文部分。

2022-01-02

今天讀的這一章的大標(biāo)題叫做“ A Scalable Language”。Scala這個(gè)名字，源于作者希望創(chuàng)造一種Scala-ble的語言。

接下來，他簡要的介紹了Scala的幾個(gè)特性：

首先，它是一種運(yùn)行在JVM上的語言，因此和Java具有“無縫”的交操作性。借助于Java強(qiáng)大的生態(tài)，可以少造無數(shù)輪子。當(dāng)然像Groovy、Clojure等等都有這樣的特性。

其次，Scala兼有面向?qū)ο蠛秃瘮?shù)式2種編程范式（這一點(diǎn)其實(shí)是相當(dāng)不常見的），而且是一門靜態(tài)類型的語言（所謂動(dòng)態(tài)一時(shí)爽，重構(gòu)火葬場，靜態(tài)語言，可以讓編譯器替你干不少臟活累活）。函數(shù)式的一面使得它易于構(gòu)建小組件，面向?qū)ο笫沟盟梢杂脕順?gòu)建大型程序。

接下來作者強(qiáng)調(diào)，編寫Scala代碼的過程是“fun”的。并通過一個(gè)Map的例子，作者展示了，Scala具備類型推導(dǎo)能力和易用的API。

var captial = Map("US" -> "Washington", "France" -> "Paris")
captial += ("Japan" -> "Tokyo")
println(captial("France"))

比如，不需要多余的分號，不需要聲明Map<String, String>這樣的類型，初始化時(shí)可以直接設(shè)置2個(gè)鍵值對進(jìn)去，而不用單獨(dú)調(diào)用put方法。

對比一下原生Java的寫法：

Map<String, String> captial = new HashMap<>();
captial.put("US", "Washington");
captial.put("France", "Paris");

captial.put("Japan", "Tokyo");
System.out.println(captial.get("France"));

2022-01-03

今天讀的這一節(jié)的小標(biāo)題是“A language that grows on you”，翻譯過來應(yīng)該是“一門會(huì)讓你慢慢愛上的語言”。

接下來作者用兩個(gè)例子，印證了這句話。這兩個(gè)例子分別是，可自定義的數(shù)據(jù)類型（以BigInt為例）和可自定義的控制結(jié)構(gòu)（以Akka的API為例）。在一番code show之后，作者都要表達(dá)一下“這些并不是語言內(nèi)建（build-in）的特性，但是用起來和內(nèi)建的沒有區(qū)別”。

過程中，還引用了Eric Raymond《大教堂與集市》的說法，表達(dá)了Scala的設(shè)計(jì)哲學(xué)更接近于集市。

到這里，作者想表達(dá)的意思是比較明確的：Scala是一門內(nèi)核極其精煉的語言，但卻有著非常高的可拓展性。就好像集市一樣，它并沒有（也不可能）事先規(guī)劃好所有的內(nèi)容，但卻擁有極強(qiáng)的演化能力。

2022-01-04

今天讀的這一小節(jié)的標(biāo)題是：“What makes Scala scalable?”。對于之前提到的面向?qū)ο蠹昂瘮?shù)式編程再次做了個(gè)補(bǔ)充，并且可以說是干貨滿滿。

首先作者講了，Scala是OO的。而OO的本質(zhì)是把數(shù)據(jù)和操作封裝在一個(gè)容器中，這個(gè)容器就叫做Object。這樣，操作變成了一種數(shù)據(jù)，容器本身也作為數(shù)據(jù)可以被傳來傳去。

同時(shí)，作者舉了例子，說有些語言不是那么“純”的OO，比如在Java里面，原始類型就不是對象（數(shù)組也不是），同時(shí)，Java還允許在class中定義靜態(tài)的字段和方法。而在Scala中，任何的值本質(zhì)上都是對象，甚至與1 + 2也是，它的底層是針對1這個(gè)Int調(diào)用了+這個(gè)方法，同時(shí)傳入了參數(shù)2。

作者舉的第二個(gè)例子是關(guān)于trait。它有點(diǎn)像Java中的接口，但是擁有自己的字段和方法實(shí)現(xiàn)。關(guān)于trait其實(shí)一直有一些困惑，希望后面的章節(jié)可以解答。

接著作者又講到Scala是函數(shù)式的。這一段堪稱“教科書”式的介紹。

作者介紹了，函數(shù)式編程的2個(gè)特點(diǎn)。函數(shù)是一等公民、函數(shù)調(diào)用需要做到引用透明，也就是沒有副作用。

一等公民是指，函數(shù)可以在任意地方被定義（比如在一個(gè)函數(shù)里），還可以像數(shù)值一樣作為入?yún)⒒蛘叻祷兀ǜ唠A函數(shù)）。

那什么叫有副作用的函數(shù)調(diào)用。包括：

打印日志、修改了函數(shù)的入?yún)ⅰ暮瘮?shù)參數(shù)外（全局變量、bean、threadlocal）獲取數(shù)據(jù)、拋出異常等等。對應(yīng)的，一個(gè)沒有副作用的，引用透明的函數(shù)，只有輸入/輸出，并且輸出可以被等價(jià)替換掉。

比如1+sum(1, 1)中，sum函數(shù)如果可以直接用2替換，就說明是引用透明的。

2022-01-05

今天的這一小節(jié)，大標(biāo)題是“Why Scala？”，作者從兼容性、簡潔程度、高級抽象（？）和靜態(tài)類型4個(gè)方面講了，為什么要選擇Scala。

第一部分是兼容性，除了前面提到的互操作性之外，還強(qiáng)調(diào)了，像底層的String、Int之類的都是復(fù)用的Java原生的類型。同時(shí)，Scala還通過一個(gè)叫“隱式轉(zhuǎn)換”的概念，在不修改這些類源碼的情況下，對這些類做了增強(qiáng)。

第二部分是簡潔性。這個(gè)不多說了，差不多是同樣功能的Java的代碼量的1/4吧。后面又介紹了“trait”這個(gè)留到后面展開。

2022-01-08

中間的記錄斷了兩天，不過問題不大。書還是在看的。

這一段，作者提到Scala是“high-level”的，實(shí)際上，作者想強(qiáng)調(diào)的依然是“函數(shù)式”編程范式帶來的好處。

（正本清源）

函數(shù)式編程和面向?qū)ο缶幊滩⒉粵_突，用Java照樣可以寫出非常函數(shù)式的代碼。

真正不太兼容的其實(shí)是描述式的風(fēng)格和命令式的風(fēng)格。

比如給定一個(gè)Int列表，求各元素之和。如果用命令式風(fēng)格來寫，起手一個(gè)sum = 0，后接一個(gè)i = 0，最后for循環(huán)收尾。

如果用描述式風(fēng)格來寫，“一個(gè)列表的各個(gè)元素之和” 等于 “列表的第一個(gè)元素” 加上 “列表其余元素構(gòu)成的列表的各個(gè)元素之和”。

假設(shè)取列表的第一個(gè)元素用head表示，取列表的剩余元素構(gòu)成的列表用tail表示。則偽代碼如下：

sum(alist) = {
if(alist != empty) return 0
else return head(alist) + sum(tail(alist))
}

可以看到，描述式風(fēng)格和遞歸是比較自然的一對組合，無怪于FP系的語言都喜歡用遞歸。

遵循函數(shù)式風(fēng)格的另一個(gè)好處，是可以寫出“引用透明”的函數(shù)。也就是說，這個(gè)函數(shù)調(diào)用的結(jié)果，可以用該函數(shù)的返回值等價(jià)的替換掉。

比如代碼里有一段是：a + sum(b, c)，如果b和c分別等于2和3的話，那么和直接寫a + 5是等價(jià)的?；蛟S因?yàn)檫@個(gè)例子太簡單了，并且是數(shù)值計(jì)算，所以大部分人可以天然的寫出這種引用透明的函數(shù)。

但，如果是一段業(yè)務(wù)代碼，你能保證不在函數(shù)里調(diào)用Spring的bean去讀寫數(shù)據(jù)庫嗎？能保證不修改某個(gè)全局變量或者ThreadLocal嗎？能保證不去調(diào)用某個(gè)入?yún)⒌膕et方法嗎？

引用透明的另一種說法是“沒有副作用”，以上列的一些例子都是副作用的體現(xiàn)。

沒有副作用的代碼，易于測試和重構(gòu)，也更少的引入bug。想想是不是經(jīng)常發(fā)現(xiàn)某個(gè)字段，在經(jīng)歷了一系列的函數(shù)調(diào)用之后，不知道什么時(shí)候就被設(shè)置了一個(gè)不太符合預(yù)期的值，然后引出一系列莫名其妙的問題？

上面提到的最后一個(gè)例子，有一個(gè)專門的名字，叫aliasing problem，那么函數(shù)式的編程風(fēng)格，是如何避免這樣的問題呢？答案就是使用不可變的數(shù)據(jù)（immutable data）。

通過把一個(gè)類所有的字段都設(shè)置成final的，這個(gè)類就是一個(gè)不可變的類（如果有個(gè)字段是final的Map，非要去修改這個(gè)Map，就屬于硬杠了）。

相應(yīng)的，函數(shù)體里面也不再能set各種字段。一旦要改變些什么，要應(yīng)該通過返回一個(gè)新的類的實(shí)例完成。

實(shí)際上對于大多數(shù)程序員來說，疑問都是，不可變的數(shù)據(jù)，能編程嗎？看看Java的String，看看Spark的RDD。