Scala 編程, 3/e (Programming in Scala : Updated for Scala 2.12, 3/e) Scala编程(第3版)

作者:（德）Martin Odersky（馬丁.奧德斯基）、（美）Lex Spoon（萊·斯彭），（美）Bill Venners（比爾·凡納斯） 譯者:高宇翔

Martin Odersky 是Scala 編程語言的締造者。他是瑞士洛桑理工學院（EPFL）的教授，同時也是Typesafe, Inc.（已更名為Lightbend）的創始人。他的研究方向是編程語言和系統，更具體地說，就是如何將面向對象和函數式編程風格有機地結合在一起。自2001 年起，他的主要精力集中在設計、實現和改進Scala 上。在此之前，他作為Java 泛型的合作設計者參與了Java 編程語言的開發，同時也是當前javac 參考實現的作者。他還是ACM 院士。Lex Spoon 是Semmle Ltd. 的一名軟件工程師。他在EPFL 作為博士後圍繞著Scala 開展了兩年的工作。他擁有Georgia Tech 的博士學位，在那裡他的主攻方向是動態編程語言的靜態分析。除Scala 外，他還幫助開發了各類編程語言，包括動態語言Smalltalk、科學計算語言X10，以及支撐Semmle 的邏輯編程語言。他和他的夫人一起生活在Atlanta，他們有兩隻貓和一隻吉娃娃。Bill Venners 是Artima Inc. 的主席，Artima 開發者網站（ww.artima.com）的發行人，以及Escalate Software, LLC 的聯合創始人。他著有《Inside theJava Virtual Machine》，這是一本面向程序員講解Java 平台架構和內部實現原理的書。他在《JavaWorld》雜誌上的專欄很受歡迎，主題涵蓋Java 內部實現、面向對象的設計和Jini。Bill 從Jini 社區創立之初便十分活躍，領導了Jini 社區的ServiceUI 項目，其API 成為Jini 服務事實上的UI 標準。他還是ScalaTest 的主要開發者和設計者，一個面向Scala 和Java 開發者的開源測試工具。
高宇翔，資深軟件開發工程師和系統架構師，同時也是Scala在國內的早期佈道者和實踐者，曾譯有《快學Scala（第2版）》、《快學Scala》（第1版）和《 Scala編程》（第1版）等專業書籍。

序................................................. .................................................. .....XXIV 
致謝........................................... .................................................. ........XXVI 
引言........................................ .................................................. ...........XXIX 

第1章一門可伸縮的語言............................. .............................................1 

1.1一門按需伸縮的語言.............................................. ....................... 2 
1.2是什麼讓Scala能屈能伸？.................................................. ........... 7 
1.3為什麼要用Scala？.................................................. .....................11
1.4 Scala尋根............................................... ...................................... 17 
1.5結語......... .................................................. .................................. 19 

第2章Scala入門.......... .................................................. ........................20 

第1步使用Scala解釋器.................. .................................................. . 21 
第2步定義變量........................................... ...................................... 22 
第3步定義函數...... .................................................. ......................... 24 
第4步編寫Scala腳本.................. .................................................. ..... 26 
第5步用while做循環；用if做判斷................................ .................... 27
第6步用foreach和for遍歷.......................................... ....................... 30 
結語......................... .................................................. ........................... 32 

第3章Scala入門（續） .............. .................................................. ..........33 

第7步用類型參數化數組............................... ................................... 33 
第8步使用列表......... .................................................. ...................... 38 
第9步使用元組..................... .................................................. .......... 42 
第10步使用集和映射................................ ........................................... 43 
第11步識別函數式編程風格................................................ ............. 48
第12步從文件讀取文本行......................................... ....................... 51 
結語......................... .................................................. ........................... 55 

第4章類和對象................ .................................................. ....................56 

4.1類、字段和方法....................... .................................................. .. 56 
4.2分號推斷........................................... ........................................... 61 
4.3單例對象.. .................................................. .................................. 62 
4.4 Scala應用程序........... .................................................. ................ 65
4.5 App特質............................................... ........................................ 68 
4.6結語....... .................................................. .................................... 68 

第5章基礎類型和操作...... .................................................. ....................69 

5.1一些基礎類型......................... .................................................. ... 69 
5.2字面量........................................... ............................................... 70 
5.3字符串插值................................................ .................................. 77 
5.4操作符即方法.......... .................................................. .................. 78
5.5算術操作............................................... ....................................... 81 
5.6關係和邏輯操作..... .................................................. .................... 83 
5.7位運算操作......................... .................................................. ....... 85 
5.8對象相等性...................................... ............................................ 86 
5.9操作符優先級和結合性............................................... ................ 88 
5.10富包裝類............................. .................................................. ..... 91 
5.11結語.......................................... .................................................. 91

第6章函數式對象............................................ .......................................93 

6.1 Rational類的規格定義.... .................................................. ........... 93 
6.2構建Rational ................................... ............................................. 94 
6.3重新實現toString方法................................................. ................. 96 
6.4檢查前置條件........................... .................................................. . 97 
6.5添加字段............................................. ......................................... 98 
6.6自引用..... .................................................. ..................................100 
6.7輔助構造方法........... .................................................. ................101
6.8私有字段和方法............................................. .............................102 
6.9定義操作符................ .................................................. ...............104 
6.10 Scala中的標識符............................ ...........................................106 
6.11方法重載.. .................................................. ...............................108 
6.12隱式轉換.............. .................................................. ...................111 
6.13注意事項........................... .................................................. ......112 
6.14結語......................................... .................................................112 

第7章內建的控制結構.......................................... ................................ 114

7.1 if表達式.............................................. ........................................115 
7.2 while循環...... .................................................. ............................116 
7.3 for表達式................. .................................................. .................119 
7.4用try表達式實現異常處理........................ ..................................125 
7.5 match表達式........... .................................................. ..................129 
7.6沒有break和continue的日子........................ ................................131 
7.7變量作用域............. .................................................. ..................134 
7.8對指令式代碼進行重構....................... .......................................137
7.9結語................................................ ............................................139 

第8章函數和閉包................................................ .................................140 

8.1方法.............. .................................................. ............................140 
8.2局部函數.................. .................................................. .................142 
8.3一等函數............................ .................................................. .......144 
8.4函數字面量的簡寫形式................................... ...........................147 
8.5佔位符語法................. .................................................. ..............147
8.6部分應用的函數............................................. .............................149 
8.7閉包................. .................................................. .........................152 
8.8特殊的函數調用形式.................. ................................................156 
8.9尾遞歸................................................ .........................................159 
8.10結語...... .................................................. ..................................163 

第9章控制抽象.......... .................................................. ........................164 

9.1減少代碼重複..................... .................................................. ......164 
9.2簡化調用方代碼...................................... ....................................169
9.3柯里化.............................................. ...........................................170 
9.4編寫新的控制結構.................................................. ....................173 
9.5傳名參數......................... .................................................. ..........176 
9.6結語..................................... .................................................. .....178 

第10章組合和繼承...................................... .........................................179 

10.1一個二維的佈局類庫.................................................. ..............179 
10.2抽像類................................ .................................................. .....180 
10.3定義無參方法....................................... ....................................182
10.4擴展類............................................... ........................................184 
10.5重寫方法和字段... .................................................. ...................186 
10.6定義參數化字段......................... ...............................................188 
10.7調用超類構造方法.............................................. ......................189 
10.8使用override修飾符...................... ............................................190 
10.9多態和動態綁定................................................ ........................192 
10.10聲明final成員..................... .................................................. ...195 
10.11使用組合和繼承......................................... .............................196
10.12實現above、beside和toString ........................................... .......198 
10.13定義工廠對象...................................... ....................................201 
10.14增高和增寬........ .................................................. ...................204 
10.15放在一起.......................... .................................................. .....206 
10.16結語.......................................... ..............................................207 

第11章Scala的繼承關係.............................................. ........................208 

11.1 Scala的類繼承關係................... ................................................208 
11.2基本類型的實現機制............................................. ...................212
11.3底類型（bottom types） ........................................... ................215 
11.4定義自己的值類型........................... .........................................216 
11.5結語...... .................................................. ...................................219 

第12章特質.......... .................................................. .............................220 

12.1特質如何工作................ .................................................. .........220 
12.2瘦接口和富接口.................................. ......................................224 
12.3示例：矩形對象...... .................................................. ................225 
12.4 Ordered特質.............................. ................................................227
12.5作為可疊加修改的特質........................................... ..................229 
12.6為什麼不用多重繼承？.................................................. ...........234 
12.7要特質還是不要特質？.................................................. ...........238 
12.8結語.................................... .................................................. ....238 

第13章包和引入....................................... ...........................................240 

13.1將代碼放進包裡................................................. .......................240 
13.2對相關代碼的精簡訪問................... ..........................................242 
13.3引入..... .................................................. ...................................246
13.4隱式引入.............................................. .....................................249 
13.5訪問修飾符........ .................................................. .....................250 
13.6包對象......................... .................................................. ............256 
13.7結語................................... .................................................. .....257
 
第14章斷言和測試...................................... .........................................258 

14.1斷言...... .................................................. ..................................258 
14.2用Scala寫測試.......... .................................................. ...............260
14.3翔實的失敗報告............................................. ...........................262 
14.4作為規格說明的測試................ ................................................263 
14.5基於性質的測試.............................................. ..........................267 
14.6組織和運行測試.................. .................................................. ....268 
14.7結語........................................... ...............................................270 

第15章樣例類和模式匹配........................................... .........................271 

15.1一個簡單的例子................... .................................................. ...271 
15.2模式的種類.......................................... .....................................276
15.3模式守衛............................................... ....................................286 
15.4模式重疊.......... .................................................. .......................287 
15.5密封類....................... .................................................. ..............289 
15.6 Option類型................................ ................................................291 
15.7到處都是模式.............................................. .............................293 
15.8一個複雜的例子............... .................................................. .......298 
15.9結語........................................ .................................................. 306

第16章使用列表............................................. .....................................307 

16.1 List字面量........ .................................................. .......................307 
16.2 List類型....................... .................................................. ...........308 
16.3構建列表................................... ................................................309 
16.4列表的基本操作.............................................. ..........................309 
16.5列表模式.................... .................................................. .............310 
16.6 List類的初階方法............................. ........................................312 
16.7 List類的高階方法.. .................................................. .................324
16.8 List對象的方法............................................. ............................333 
16.9同時處理多個列表............... .................................................. ...335 
16.10理解Scala的類型推斷算法....................................... ...............336 
16.11結語................................ .................................................. .......339 

第17章使用其他集合類................................... 
.....................................340 

17.1序列.......... .................................................. ..............................340 
17.2集和映射............... .................................................. ..................344 
17.3在可變和不可變集合類之間選擇................... ...........................352
17.4初始化集合............................................... ................................355 
17.5元組.............. .................................................. ..........................358 
17.6結語..................... .................................................. ...................361 

第18章可變對象........................ .................................................. ........362 

18.1什麼樣的對像是可變的？.................................................. .......362 
18.2可被重新賦值的變量和屬性................................. ....................365 
18.3案例分析：離散事件模擬...................... ...................................368 
18.4用於描述數字電路的語言...... .................................................. .369
18.5 Simulation API ............................................... ...........................372 
18.6電路模擬................... .................................................. ..............376 
18.7結語................................. .................................................. .......384 

第19章類型參數化.................................... ...........................................385 

19.1函數式隊列.. .................................................. ...........................385 
19.2信息隱藏................... .................................................. ..............389 
19.3型變註解............................... .................................................. ..392
19.4檢查型變註解............................................. ..............................397 
19.5下界................. .................................................. .......................400 
19.6逆變....................... .................................................. .................402 
19.7對象私有數據............................ ...............................................405 
19.8上界................................................. .........................................407 
19.9結語...... .................................................. ..................................410 

第20章抽象成員.......... .................................................. ...................... 411

20.1抽象成員概覽.............................................. .............................411 
20.2類型成員................. .................................................. ................412 
20.3抽象的val ............................. .................................................. ...413 
20.4抽象的var .......................................... ........................................414 
20.5初始化抽象的val .... .................................................. .................415 
20.6抽像類型............................. .................................................. ....423 
20.7路徑依賴類型......................................... ..................................425 
20.8改良類型............ .................................................. .....................428
20.9枚舉............................................... ...........................................429 
20.10案例分析：貨幣. .................................................. ...................431 
20.11結語............................ 
.................................................. ...........441 

第21章隱式轉換和隱式參數............................ .....................................442 

21.1隱式轉換........ .................................................. .........................442 
21.2隱式規則.................... .................................................. .............445 
21.3隱式轉換到一個預期的類型........................... ..........................448 
21.4轉換接收端................... .................................................. ..........450
21.5隱式參數.............................................. .....................................454 
21.6上下文界定......... .................................................. ....................460 
21.7當有多個轉換可選時.................... ............................................463 
21.8調試... .................................................. .....................................465 
21.9結語.......... .................................................. ..............................467 

第22章實現列表.............. .................................................. ..................468 

22.1 List類的原理.......................... .................................................. .468
22.2 ListBuffer類............................................... ...............................475 
22.3 List類的實踐............. .................................................. ..............476 
22.4外部可見的函數式............................. .......................................479 
22.5結語........ .................................................. ................................480 

第23章重訪for表達式......... ................................................. ................481 

23.1 for表達式............................. .................................................. ...483 
23.2 N皇后問題.......................................... ......................................484 
23.3用for推導式進行查詢.... .................................................. .........487
23.4用for推導式進行翻譯........................................... ....................489 
23.5反過來.......................... .................................................. ...........494 
23.6泛化for表達式................................ ...........................................495 
23.7結語.... .................................................. ....................................497 

第24章深入集合類....... .................................................. ......................498 

24.1可變和不可變集合.................... ................................................499 
24.2集合的一致性.............................................. .............................501 
24.3 Traversable特質................. .................................................. .....503
24.4 Iterable特質............................................... ................................508 
24.5序列型特質Seq、IndexedSeq和LinearSeq ........ ........................512 
24.6集....................... .................................................. .....................517 
24.7映射.......................... .................................................. ..............521 
24.8具體的不可變集合類............................ ....................................525 
24.9具體的可變集合類...... .................................................. ............532 
24.10數組................................... .................................................. ...539 
24.11字符串........................................... ..........................................544
24.12性能特徵............................................... ..................................545 
24.13相等性............ .................................................. .......................547 
24.14視圖........................ .................................................. ..............548 
24.15迭代器................................ .................................................. ...554 
24.16從頭創建集合.......................................... ................................561 
24.17 Java和Scala集合互轉.......... .................................................. ..563 
24.18結語............................................. ...........................................564

第25章Scala集合架構............................................ .............................565 

25.1集合構建器................ .................................................. .............565 
25.2抽取公共操作................................ ...........................................567 
25.3集成新的集合. .................................................. ........................572 
25.4結語....................... .................................................. .................588 

第26章提取器........................... .................................................. ........589 

26.1示例：提取電子郵箱地址.................................. .......................589 
26.2提取器....................... .................................................. ..............591
26.3提取0或1個變量的模式......................................... ...................594 
26.4提取可變長度參數的模式...................... ...................................596 
26.5提取器和序列模式........ .................................................. ..........598 
26.6提取器和样例類的對比.............................. ...............................599 
26.7正則表達式.............. .................................................. ...............601 
26.8結語................................ .................................................. ........604 

第27章註解..................................... .................................................. ..606
 
27.1為什麼要有註解？.................................................. ..................606
27.2註解的語法.............................................. .................................607 
27.3標準註解............. .................................................. ....................609 
27.4結語........................... .................................................. .............613 

第28章使用XML ............................... .................................................. .614 

28.1半結構化數據........................................... ................................614 
28.2 XML概覽.............. .................................................. ..................615 
28.3 XML字面量........................... .................................................. .616
28.4序列化............................................... ........................................618 
28.5拆解XML ..... .................................................. ...........................620 
28.6反序列化.................. .................................................. ...............622 
28.7加載和保存.............................. .................................................623 
28.8對XML做模式匹配............................................ .......................624 
28.9結語........................ .................................................. ................628 

第29章用對象實現模塊化編程........................ ......................................629 

29.1問題描述........ .................................................. .........................630
29.2食譜應用程序.............................................. .............................631 
29.3抽象.................. .................................................. ......................634 
29.4將模塊拆分成特質.................... ................................................638 
29.5運行時鏈接............................................... ................................640 
29.6跟踪模塊實例............. .................................................. ............642 
29.7結語................................... .................................................. .....643 

第30章對象相等性...................................... .........................................645 

30.1 Scala中的相等性.. .................................................. ...................645
30.2編寫相等性方法............................................. ...........................646 
30.3為參數化類型定義相等性.............. ...........................................660 
30.4如何編寫equals和hashCode方法...............................................664 
30.5結語................................................. .........................................668 

第31章結合Scala和Java . .................................................. ..................669 

31.1從Java使用Scala .......................... .............................................669 
31.2註解.. .................................................. ......................................672 
31.3通配類型....... .................................................. ..........................678
31.4同時編譯Scala和Java ............................................ ....................680 
31.5基於Scala 2.12特性的Java 8集成.................... ..........................681 
31.6結語..................... .................................................. ...................685 

第32章Future和並發編程....................... ..............................................686 

32.1天堂裡的煩惱................................................ ...........................687 
32.2異步執行和Try ................. .................................................. .......688 
32.3使用Future ....................................... .........................................690 
32.4測試Future ..... .................................................. .........................705
32.5結語................................................ ..........................................708 

第33章組合子解析. .................................................. ............................709 

33.1示例：算術表達式............... .................................................. ...710 
33.2運行你的解析器........................................ ................................712 
33.3基本的正則表達式解析器......... ................................................713 
33.4另一個示例：JSON ............................................. .....................714 
33.5解析器輸出........................ .................................................. .....717 
33.6實現組合子解析器...................................... ..............................723
33.7字符串字面量和正則表達式......................................... ............732 
33.8詞法分析和解析................................ ........................................733 
33.9錯誤報告...... .................................................. ...........................734 
33.10回溯和LL(1) ............... .................................................. ...........736 
33.11結語.................................... .................................................. ...737 

第34章GUI編程......................................... ..........................................740 

34.1第一個Swing應用程序.................................................. ............740 
34.2面板和佈局................................. ..............................................743
34.3處理事件............................................... ....................................745 
34.4示例：攝氏/華氏轉換器..... .................................................. ....748 
34.5結語........................................... ...............................................750 

第35章SCells試算表............................................. ..............................752 

35.1可視化框架................ .................................................. .............752 
35.2將數據錄入和顯示分開............................. ................................755 
35.3公式............... .................................................. .........................758 
35.4解析公式..................... .................................................. ............760
35.5求值............................................... ...........................................765 
35.6操作類庫.. .................................................. ...............................768 
35.7變更通知............... .................................................. ..................771 
35.8結語............................. .................................................. ...........775 
附錄A Unix和Windows環境的Scala腳本............................. ..................777 
關於作者............................. .................................................. .................798