[Scala 小學堂] Scala Gossic : 起步走 - 函式、類別 (簡單的函式)

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前言 : 
Scala 是一個可直譯、編譯、靜態、運行於 JVM 之上、可與 Java 互操作、融合物件導向編程特性與函式編程風格的程式語言. 從一些簡單的語法開始，了解 Scala 的許多特性，所以就算是起步走，東西也夠多了. 簡單的小程式可以使用 scala 指令，編譯的事就交給 scalac，編譯想快點就用 fsc. (Scala 官網), 在簡單的自定義後，將介紹更多的花樣. 

簡單的函式 : 
在Scala中要定義函式，是使用def來定義，例如，以下是個求最大公因數的函式定義 : 

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1. def gcd(m: Int, n: Int): Int={  
2.         if(n==0)  
3.                 return m  
4.         else  
5.                 return gcd(n, m % n)  
6. }  

在上例中，gcd 是函式名稱，m 與 n 為參數名稱，型態都是宣告為 Int，雖然沒有標示出來，但在 Scala 中函式的參數都是 val 的，所以你不可以在函式中改變參數的值。括號接上一個冒號，而後的型態代表著傳回值型態，上例是以 Int 型態傳回函式的運算結果. 在 Scala 中，其實並不需要明確撰寫 return（也不鼓勵），如果是個運算式，則以區塊最後一個語句的傳回值作為運算結果，如果是個函式，則以函式執行的最後一個語句作為傳回結果。所以上例可以撰寫為 : 

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1. def gcd(m: Int, n: Int): Int={  
2.         if(n == 0)  
3.                 m  
4.         else  
5.                 gcd(n, m % n)  
6. }  

如果是個單一語句，則大括號也可以省略，所以就可以寫成以下的形式 : 

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1. def gcd(m: Int, n: Int): Int = if(n ==0) m else gcd(n, m % n)  

在 Scala 中經常看到這樣的寫法。如果你沒有明確使用 return，且函式並非遞迴的情況（遞迴函式必須明確地宣告傳回值型態），Scala 在可以推斷出傳回值型態的情況下，你也可以省略傳回值型態的宣告，如下例中就只需在括號之後接上=即可, 例如 : 

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1. def max(m: Int, n: Int) = if(m>n) m else n  

如果你的函式沒有傳回值，則無需使用等號，或可以宣告為 Unit。例如 : 

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1. def max(m: Int, n: Int): Unit = {  
2.         if(m > n)  
3.                 println(m)  
4.         else  
5.                 println(n)  
6. }  

Unit相當於其它語言（如C/C++、Java）void 的作用，當一個操作不需傳回值時，Scala 會傳回 Unit，撰寫或顯示方式為 ()（說 () 是個值也可以，這是與 void 最大的差別，你可以指定一個變數為 ()），例如上例中，println() 是在主控台顯示訊息，傳回值是 Unit，而max 函式定義傳回值也是 Unit，你沒辦法拿 Unit 作什麼事，所以就相當於沒有傳回值. 當一個函式沒有傳回值時，你也可以省略 Unit 與 = 號宣告，例如 : 

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1. def max(m: Int, n: Int) {  
2.         if(m > n)  
3.                 println(m)  
4.         else  
5.                 println(n)  
6. }  

一個沒有傳回值（傳回 Unit）的函式，代表著這個函式會有邊際效用（Side effect），你執行了某個操作（可能也給了某些引數作為輸入），但不期待它有傳回值，那這個操作必然時某種形式對程式發生作用，也許是改變了程式中物件的狀態、改變了某些非函式中區塊變數的值、進行了輸入輸出操作（例如上例中，對主控台進行了輸出）等，不適當的邊際效用，容易對程式的維護造成負面影響. Scala 鼓勵你撰寫有傳回值的函式，這代表著你的函式會將輸入對應至輸出，這會使得你的函式易於測試。例如，若你如下撰寫程式，則你就只能使用眼睛從主控台觀察結果數字是否正確 : 

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1. def gcd(m: Int, n: Int) {   
2.     if(n == 0)   
3.         println(m)   
4.     else gcd(n, m % n)   
5. }  

但若函式將輸入對應至輸出，則你可以使用斷言方式來檢測結果是否正確（斷言成立，什麼事都不會發生，斷言失敗，則會丟出java.lang.AssertionError）: 

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1. def gcd(m: Int, n: Int): Int = if(n==0) m else gcd(n, m%n)  
2. assert(10 == gcd(10, 20))  

在Scala中，函式是一級（First-class）物件，你可以用 函式常量（Function literal） 的方式來定義一個函式，執行時期將會為其產生函式值（Function value）。例如，上面的max函式，可以用以下的方式定義 : 

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1. val max = (m: Int, n: Int) => if(m > n) m else n  
2. println(max(10, 20))  

你使用 => 定義函式常量，在上例中，=> 左邊的 (m: Int, n: Int) 定義了函式的參數與類型，=> 右邊則是函式本體，max 的型態呢？實際上是 (Int, Int) => Int，也就是實際上完整的宣告應該是： 

val max: (Int, Int) => Int = (m: Int, n: Int) => if(m > n) m else n

一個實際的例子就是 Array，它有個 foreach 方法接受一個函式常量，例如，若你想顯示使用者所輸入的命令列引數，則可以如下撰寫，而不用使用 for 運算式 : 

args.foreach((x: String) => println(x))

每一次從陣列中取出元素，就會呼叫 foreach 所傳入的函式值，在上例中，就是被 x 參考住，而後使用 println() 函式來顯示元素值。之後還會看到更多類似的應用，並會對 一級函式 作更多的介紹 

補充說明 : 
* Tutorialspoint - Scala Functions