大数据技术——函数式编程基础

函数定义与使用

定义函数最通用的方法是作为某个类或者对象的成员，这种函数被称为方法。

其定义的基本语法为：

def 方法名(参数列表):结果类型方法体}

字面量包括整数字面量、浮点数字面量、布尔型字面量、字符字面量、字符串字面量、符号字面量、函数字面量和元组字面量

除了函数字面量我们会比较陌生以外，其他几种字面量都很容易理解

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函数字面量可以体现函数式编程的核心理念

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在函数式编程中，函数是“头等公民”，可以像任何其他数据类型一样被传递和操作，也就是说，函数的使用方式和其他数据类型的使用方式完全一致了

● 这时,我们就可以像定义变量那样去定义一个函数，由此导致的结果是，函数也会和其他变量一样，开始有“值”

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就像变量的“类型”和“值”是分开的两个概念一样，函数式编程中，函数的“类型”和“值”也成为两个分开的概念，函数的“值”，就是“函数字面量”

下面一点点引导大家更好地理解函数的“类型”和“值”的概念

现在定义一个大家比较熟悉的传统类型的函数，定义的语法和我们之前介绍过的定义“类中的方法”类似（实际上，定义函数最常用的方法是作为某个对象的成员，这种函数被称为方法）:

上面定义个这个函数的“类型”如下:

实际上，只有多个参数时（不同参数之间用逗号隔开），圆括号才是必须的，当参数只有一个时，圆括号可以省略，如下:

下面看看如何得到函数的“值”

实际上，我们只要把函数定义中的类型声明部分去除，剩下的就是函数的“值”，如下:

注意:上面就是函数的“值”，需要注意的是，采用“=>”而不是“=”，这是Scala的语法要求

现在，我们再按照大家比较熟悉的定义变量的方式，采用Scala语法来定义一个函数。

声明一个变量时，我们采用的形式是:

照葫芦画瓢，我们也可以按照上面类似的形式来定义Scala中的函数:

从上面可以看出，在Scala中，函数已经是“头等公民”，单独剥离出来了“值”的概念，一个函数“值”就是函数字面量。
这样，我们只要在某个需要声明函数的地方声明一个函数类型，在调用的时候传一个对应的函数字面量即可，和使用普通变量一模一样

我们不需要给每个函数命名，这时就可以使用匿名函数，如下:

上面这种匿名函数的定义形式，我们经常称为“Lambda表达式”。

“Lambda表达式”的形式如下:

我们可以直接把匿名函数存放到变量中，下面是在Scala解释器中的执行过程:

实际上，Scala具有类型推断机制，可以自动推断变量类型，比如下面两条语句都是可以的:

所以，上面的定义中,我们可以myNumFunc的类型声明。也就是去掉“Int=>lnt”，在Scala解释器中的执行过程如下:

下面我们再尝试一下，是否可以继续省略num的类型声明，在Scala解释器中的执行过程如下:

可以看出，解释器会报错，因为，全部省略以后，实际上，解释器也无法推断出类型

下面我们尝试一下，省略nun的类型声明，但是，给出myNumFunc的类型声明，在Scala解释器中的执行过程如下:

不会报错，因为，给出了myNumFunc的类型为

“Int=>Int”以后，解释器可以推断出num类型为Int类型。

当函数的每个参数在函数字面量内仅出现一次，可以省略“=>”并用下划线“_”作为参数的占位符来简化函数字面量的表示，
第一个下划线代表第一个参数，第二个下划线代表第二个参数，依此类推

高阶函数

高阶函数:当一个函数包含其它函数作为其参数或者返回结果为一个函数时，该函数被称为高阶函数

例:假设需要分别计算从一个整数到另一个整数的“连加和”、“平方和”以及“2的幂次和”

方案一：不采用高阶函数

方案二：采用高阶函数

针对容器的操作

遍历操作

Scala容器的标准遍历方法foreach

简化写法:“list foreach(i=>println(i))”或“list foreach println”

简化写法：

映射操作

映射是指通过对容器中的元素进行某些运算来生成一个新的容器。

两个典型的映射操作是map方法和flatMap方法

map方法（一对一映射）:将某个函数应用到集合中的每个元素，映射得到一个新的元素，map方法会返回一个与原容器类型大小都相同的新容器，只不过元素的类型可能不同

flatMap方法（一对多映射）
:将某个函数应用到容器中的元素时，对每个元素都会返回一个容器（而不是一个元素），然后，flatMap把生成的多个容器“拍扁”成为一个容器并返回。返回的容器与原容器类型相同,但大小可能不同,其中元素的类型也可能不同

过滤操作

过滤:遍历一个容器，从中获取满足指定条件的元素，返回一个新的容器

filter方法:接受一个返回布尔值的函数f作为参数，并将f作用到每个元素上,..将f返回真值的元素组成-一个新容器返回

规约操作

规约操作是对容器元素进行两两运算，将其“规约”为一个值

reduce方法
:接受一个二元函数f作为参数，首先将f作用在某两个元素王并返回严个值，然后再将f作用在上严个M返回值和容器的下一个元素上，再返回一个值，依此类推，最后容器中的所有值会被规约为一个值

reduceLeft和reduceRight:前者从左到右进行遍历，后者从右到左进行遍历

fold方法:一个双参数列表的函数，从提供的初始值开始规约。第一个参数列表接受一个规约的初始值，第二个参数列表接受与reduce中一样的二元函数参数

foldLeft和foldRight:前者从左到右进行遍历，后者从右到左进行遍历

函数式编程示例WordCount

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