[Scala 小學堂] Scala Gossic : 起步走 - 常用物件 (Set 與 Map)

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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), 在變與不變之間，先體會 Scala 更多特性. 

Set 介紹 : 
Set 無序集合物件，物件所收集的元素不重複。在 Scala 中，預設的 Set 實作是不可變動的（Immutable），如果你要建立 Set 實例，以下是個例子 : 

- SetMap1.scala 代碼 :

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1. val names1 = Set("John", "Peter", "Ken")  
2. names1.foreach(println)  
3.   
4. val names2 = names1 + "John"  
5. names2.foreach(println)  
6.   
7. val names3 = names1 + "Bob"  
8. names3.foreach(println)  

+ 可用來於集合中新增元素，由於預設的 Set 實作是不可變動的，所以實際上會建立一個新的 Set 物件傳回，但由於 Set 中的元素不重複，如果要加入的元素是 重複的，就會直接傳回原來的 Set 實例，因此範例中 names2 中實際上並沒有增加元素，而且直接傳回 names1的實例. 要從元素中刪 除某個元素，可以使用 - 方法。如果要串接兩個 Set，則可以使用 ++（也就是聯集操作，因為 Set 不允許重複），如果要從某個 Set 中，刪去另一個 Set 物件所指定的元素，則可以使用 --，如果要作交集操作，則使用 **，如果要比較兩個 Set 物件的內含元素是否相同，可以直接使用 ==。以下是直接從直譯環 境作個示範 : 

scala> val x = Set(1,2,3,4,5)
x: scala.collection.immutable.Set[Int] = Set(4, 5, 1, 2, 3)

scala> x - 2
res0: scala.collection.immutable.Set[Int] = Set(4, 5, 1, 3)

scala> x ++ Set(6, 7, 8, 9)
res1: scala.collection.immutable.Set[Int] = Set(8, 4, 9, 5, 6, 1, 2, 7, 3)

scala> x -- Set(2, 3)
res2: scala.collection.immutable.Set[Int] = Set(4, 5, 1)

scala> x ** Set(3, 4, 5, 6, 7)
warning: there were deprecation warnings; re-run with -deprecation for details
res3: scala.collection.immutable.Set[Int] = Set(4, 5, 3)

scala> x == Set(1, 2, 3, 4, 5)
res4: Boolean = true

剛剛提過，預設的 Se t實作是不可變動的，實際上，預設是使用 scala.collection.immutable.Set 的實作（事實上，不可變動的群集定義都是位於 scala.collection.immutable 套件之中），如果你需要可變動的 Set，則可以匯入（import）scala.collection.mutable.Set（可變動的群集定義都是位於 scala.collection.mutable 套件之中）.例如 : 

- SetMap2.scala 代碼 :

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1. import scala.collection.mutable.Set  
2.   
3. val names = Set("John", "Peter", "Ken")  
4. names.foreach(println)  
5.   
6. names += "Mary"  
7. names.foreach(println)  

在上例中，呼叫了names 的 += 方法，由於你匯入了 scala.collection.mutable.Set，所以使用的是可變動的 Set，+= 是該 Set 實作物件上的方法，這會將元素加入同一個 Set 實例，而不是建立新的 Set 實例. 事實上，先前未匯入scala.collection.mutable.Set 時，你程式中所使用的 Set 名稱所參考的物件，其實是定義在 scala.Predef 中 : 

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1. package scala  
2. object Predef {  
3.     ...  
4.     type Map[A, B] = collection.immutable.Map[A, B]  
5.     type Set[A] = collection.immutable.Set[A]  
6.   
7.     val Map = collection.immutable.Map  
8.     val Set = collection.immutable.Set  
9.     ...  
10. }  

val 宣告了Map 與 Set 分別參考至 collection.immutable.Set 與 collection.immutable.Map 物件，而 type 為 collection.immutable.Set[A] 與 collection.immutable.Map[A, B] 建立了別名 Set[A] 與 Map[A, B]. 

Map 介紹 : 
Map 是具有鍵/值（Key/Value）的字典物件。在 Scala 中預設的 Map 實作是不可變動的，理由在上面的程式碼片段可以看到，預設的Map是 collection.immutable.Map 的實作。要建立 Map 物件，以下是個範例 : 

- SetMap3.scala 代碼 :

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1. val rooms = Map(101 -> "John", 102 -> "Ken")  
2. println(rooms(101))  
3. println(rooms(102))  

-> 左邊指定鍵，右邊是值。指定鍵要取回值時，是使用 ()，從先前的介紹你大概也可以推論出，rooms(101) 這樣的指定時，其實會轉換為呼叫 rooms.apply(101) 這樣的呼叫。由於預設的 Map 是不可變動的，所以如下要更新 Map 中的元素，實際上會傳回新的 Map 物件，例如 : 

- SetMap4.scala 代碼 :

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1. val rooms = Map(101 -> "John", 102 -> "caterpillar")  
2.   
3. // 下面真正是變成 val newRooms = rooms.apply(101, "Hamimi")  
4. val newRooms = rooms(101) = "Bob" //或可以寫成 val newRooms = rooms.updated(101, "Bob")    
5. println(rooms(101))      // 顯示 John  
6. println(newRooms(101))   // 顯示 Ken  

範 例中第二行程式碼其實是很不直覺，因為 = 運算應該是沒有傳回值的（也就是結果是Unit），不過事實上如註解中所說明的，rooms(101) = "Hamimi" 實際上會變成 rooms.update(101, "Hamimi")，而 update 方法傳回的是新的 Map 物件. 同樣的，如果你要使用可變動的 Map 實作，則可以匯入 collection.mutable.Map，例如 : 

- SetMap5.scala 代碼 :

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1. import collection.mutable.Map  
2.   
3. val rooms = Map[String, String]()  
4. rooms("101") = "John"  
5. println(rooms("101"))  
6.   
7. rooms += ("102" -> "Ken")  
8. rooms.foreach(println)  

這個例子同時示範了如何新增鍵/值元素至Map中，也就是使用 ("102" -> "Ken") 這樣的寫法，另外也示範了，在呼叫 Map 的 foreach 方法時，每次 foreach 會取得 Tuple 物件，代表了該次迭代時的鍵/值，這個例子會顯示以下的結果 : 

John
(101,John)
(102,Ken)

下面這個例子則示範如何使用傳入的 Tuple : 

- SetMap6.scala 代碼 :

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1. import collection.mutable.Map  
2. val rooms = Map[String, String]()  
3.   
4. rooms("101") = "John"  
5. rooms += ("102" -> "Ken")  
6. rooms.foreach(element => {  
7.                                 val (key, value) = element  
8.                                 println(key+" : "+value)  
9.                          })  

這個例子會顯示以下的結果 : 

101 : John
102 : Ken

補充說明 : 
* Tutorialspoint - Scala Collections