快学Scala（第2版）

Scala是一门主要以Java虚拟机（JVM）为目标运行环境并将面向对象和函数式编程语言的*佳特性结合在一起的编程语言。你可以使用Scala编写出更加精简的程序，同时充分利用并发的威力。由于Scala默认运行于JVM之上，因此它可以访问任何Java类库并且与Java框架进行互操作。通过ScalaJS项目，Scala还可以被编译成JavaScript代码，让我们更便捷高效地开发Web应用。本书从实用角度出发，给出了一份快速的、基于代码的入门指南。Horstmann以“博客文章大小”的篇幅介绍了Scala的概念，让你可以快速地掌握和应用。实际上手的操作，清晰定义的能力层次，从初级到专家级，全程指导。适合有一定的Java编程经验、对Scala感兴趣，并希望尽快掌握Scala核心概念和用法的开发者阅读。

Cay S. Horstmann是《Java核心技术》卷1和卷2第10版（Prentice Hall出版社2016年出版）的作者，此外，他还著有其他十多本面向专业程序员和计算机科学专业学生的书籍。他是San Jose州立大学计算机科学专业的教授，同时也是一位Java Champion。
高宇翔，资深软件开发工程师和系统架构师，同时也是Scala在国内的早期布道者和实践者，曾译有《快学Scala》（第1版）和《Scala编程》等专业书籍。

Scala拥抱函数式编程风格，又没有抛弃面向对象的编程范式，可以编写出比Java更精简的程序。由于运行在JVM之上，可访问任何Java类库，能跟Java框架互操作，也更容易地发挥并发编程的威力。

《快学Scala（第2版）》介绍Scala那些能让你快速上手干活儿的核心概念和技巧，却并不试图穷举所有语言特性，也不会用冗长、过于机巧的示例来，而是仔细斟酌例子和练习，按照清晰定义的能力层级指引你成为专家。

* 快速熟悉Scala解释器、语法、工具和独有的使用习惯

* 掌握核心语言特性：函数、数组、映射、元组、包、引入、异常处理等

* 熟悉Scala面向对象编程：类、继承和特质

* 使用Scala处理现实世界的编程任务：操作文件、正则表达式和XML

* 使用高阶函数和功能强大的Scala集合类库

* 利用Scala强大的模式匹配和样例类

* 利用Scala的future构建并发程序

* 实现领域特定语言

* 理解Scala类型系统

* 应用高级的“强力工具”，如注解、隐式转换和隐式参数、类型类等

译　者　序

Scala是一门十分有趣又非常实用的语言，它以JVM为目标环境，将面向对象和函数式编程有机地结合在一起，带来独特的编程体验。

它既有动态语言那样的灵活简洁，同时又保留了静态类型检查带来的安全保障和执行效率，加上其强大的抽象能力，既能处理脚本化的临时任务，又能处理高并发场景下的分布式互联网大数据应用，可谓能缩能伸。

我大约是从2009年开始接触Scala的。在此之前曾做过多年的Java开发，其间也陆陆续续接触过JRuby、Groovy和Python，但没有一门语言能像Scala这样，让我产生持续的兴趣和热情，让我重新感受到学习、思考和解决问题的乐趣。Scala为我开了一扇窗，将我带进了函数式编程的世界，在打破旧有思维模式的同时，让我的整个计算机编程知识体系重组，看待很多技术问题的角度都不一样了。这种感觉，不亚于我前些年接触Linux。

Scala不光是一门值得用心学习的语言，同时也是一门可以直接上手拿来解决实际问题的语言。它跟Java的集成度很高，可以直接使用Java社区大量成熟的技术框架和方案。由于它直接编译成Java字节码，因此我们可以充分利用JVM这个高性能的运行平台为我们提供的便利和保障。

目前国内外已经有很多公司和个人采用Scala来构建其平台和应用。作为JVM上第一个获得广泛成功的非Java语言，Scala正以它独特的魅力吸引着越来越多人的热情投入。

你手里的这本书，出自《Java核心技术》（Core Java）的作者Cay S. Horstmann。

书中每一章的篇幅都不长，娓娓道来，沁人心脾，适合有一定经验的Java程序员阅读。书中几乎所有Scala相关的核心内容都有涉及，由浅入深，深入浅出，非常适合读者快速上手。本书是原著第2版，针对Scala 2.12版进行了全面更新。

当然了，如果你想要用好Scala，想把它发挥到更高的层次，基本功必须扎实。这本书讲的都是基本招式，看似平实无华，实则招招受用。对于一线开发人员，本书非常值得放在案头反复揣摩练习。

广大Scala爱好者们，这是为你们准备的书，希望你们也和我一样，在Scala中找到乐趣，找到归属，你们是我完成本书翻译的动力。

感谢Martin Odersky和他的团队，为我们带来如此美妙的编程语言；感谢电子工业出版社、张春雨编辑第一时间从国外引进这本书的第2版；感谢编辑团队和其他幕后工作者的辛勤劳动；最后还要感谢我的家人，感谢你们的理解和支持。

在本书的翻译过程中，译者虽已尽力将原著的真实意思以符合中文习惯的方式呈现给大家，但毕竟能力有限，问题和疏漏在所难免，恳请各位读者批评指正，联系邮箱：[email protected]。

高宇翔

2017年于上海

第1版序

几年前我和Cay Horstmann见面，他告诉我Scala需要一本更好的入门书。当时我自己的书才刚出来，因此我当然要问他觉得我那本书有哪里不好。他回答说，书很不错，但就是太长了，他的学生们是不会有耐心读完800页的《Scala编程》（Programming in Scala）的。我认为他说得有一定道理。然后他就开始着力改变这个状况，于是就有了这本《快学Scala》。

看到这本书终于完成我非常高兴，因为它真切地印证了书名所表达的意思。这是一部快速实用的Scala入门指引，详细解释了Scala到底有什么特别，与Java的区别在哪里，如何克服学习中常见的困难，以及如何编写优质的Scala代码。

Scala是一门具备高度表达能力且十分灵活的语言。它让类库编写者们可以使用非常精巧的抽象，以便类库的使用者们可以简单地、直观地表达自己。因此，根据代码种类的不同，它可以很简单，也可以很复杂。

一年前，我曾试着通过一组用于Scala及其标准类库的层级定义来对这个问题做一些澄清。首先按应用程序开发人员和类库设计者分开，然后各自又分为三个层级。初级的内容可以很快被掌握并且足够用于产出实际代码。中级的内容可以使程序变得更加精简、更加函数式，并且可以让类库使用起来更加灵活。而最高级的内容是为那些解决特定问题、处理特定任务的专家准备的。当时我这样写道：

我希望这个层级划分有助于让Scala的初学者决定以怎样的顺序来学习，并且能够给教师和书籍作者一些建议，以怎样的顺序来呈现相关内容。

Cay的书是第一本系统化地采纳这个想法的Scala入门书。每一章都相应地打上了层级标签，让你一目了然地知道该章的难易程度，以及它是面向类库编写者的还是面向应用程序开发人员的。

如你所预期的那样，开始的章节是对基本的Scala功能的快速介绍。不过本书并不就此收手，接下来还涵盖了许多“高级”概念，直到最后非常高端的内容，这些内容通常并不会出现在编程语言的入门指引当中，比如如何编写解析器组合子，如何使用定界延续，等等。Cay令人钦佩地做到了让哪怕是最高级的概念理解起来也那么简单明了。

我非常喜欢《快学Scala》的构思，于是向Cay和他的编辑Greg Doench提出能否将本书基础章节部分作为免费资料放在Typesafe网站上供大家下载。他们大方地答应了我的请求，对此我深表感谢。这样一来，每个人都可以很快地获取到这份在我看来是目前市面上最紧凑的Scala入门指南。

Martin Odersky

2012年1月

前　　言

Java和C++的进化速度已经大不如前，那些乐于使用更现代的语言特性的程序员们正在将眼光移向他处。Scala是一个很有吸引力的选择；事实上，在我看来，对于想要提升生产效率的程序员而言，Scala是最具吸引力的一个。Scala的语法十分简洁，相比Java的样板代码，Scala让人耳目一新。Scala运行于Java虚拟机之上，让我们可以使用海量现成的类库和工具。Scala并非只以Java虚拟机作为目标平台。ScalaJS项目产出的是JavaScript代码，让你用一门不是JavaScript的语言同时编写Web应用的服务端和客户端。它在拥抱函数式编程的同时，并没有废弃面向对象，使你得以逐步了解和学习一种全新的编程范式。Scala解释器让你快速运行实验代码，这使得学习Scala的过程颇为轻松惬意。最后，同时也是很重要的一点是，Scala是静态类型的，编译器能够帮助我们找出大部分错误，这样就不至于要等到程序运行起来以后才发现（或未发现）这些错误，造成时间上的浪费。

本书是写给那些对于立即开始Scala编程有急切渴望的读者的。我假定你懂Java、C#或C++，并且我也不会去解释变量、循环或类这些基本概念。我不去穷举Scala的所有特性，不会宣传某一种范式比另一种更优越，也不会用冗长的、过于机巧的示例来“折磨”你。与此相反，你将会以紧凑的篇幅得到你想要的信息，可以根据需要选择阅读和复习。

Scala是一门内容很丰富的语言，不过你并不需要知道它的所有细节，就已经可以有效地使用了。Scala的创始人Martin Odersky对应用程序开发工程师和类库设计人员所需的专业知识技能的层级进行了定义。

对每一章（偶尔也针对特定的小节），我都标出了所需的经验层级，大致的递进顺序是： A1 、L1 、A2 、L2 、A3 、L3 。就算你不打算设计自己的类库，知道Scala向类库设计人员提供了哪些工具对于更有效地使用类库也会大有裨益。

这是本书的第2版，针对Scala 2.12做了全面的更新。我添加了对新近的Scala功能特性如字符串插值、动态调用、隐式类和future的介绍，并更新了所有章节来反映当下的Scala用法。

我希望你通过本书享受到学习Scala的乐趣。如果你发现了错误或者有任何改进建议，请访问http://horstmann.com/scala并留言。在那里，你也能找到指向包含本书全部代码示例的打包文件的链接。

在此特别感谢Dmitry Kirsanov和Alina Kirsanova将我的手稿从XHTML转换成如此漂亮的排版样式，让我可以将注意力集中在内容而不是在格式调整上。每个作者都应享受这种待遇！

参与本书审稿的人员有：Adrian Cumiskey、Mike Davis、Rob Dickens、Steve Haines、Susan Potter、Daniel Sobral、Craig Tataryn、David Walend和William Wheeler。

非常感谢你们的评价和建议！

最后，一如既往，感谢我的编辑Greg Doench，感谢他对我撰写本书的鼓励和贯穿于整个过程当中的洞察力。

Cay S. Horstmann

2016年于旧金山

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目　　录
译者序 V
第1版序 XVII
前言 XIX
作者简介 XXIII
第1章　基础 A1 1
1．1　Scala解释器 1
1．2　声明值和变量 4
1．3　常用类型 5
1．4　算术和操作符重载 7
1．5　关于方法调用 8
1．6　apply方法 9
1．7　Scaladoc 11
练习 16
第2章　控制结构和函数 A1 19
2．1　条件表达式 20
2．2　语句终止 22
2．3　块表达式和赋值 22
2．4　输入和输出 23
2．5　循环 25
2．6　高级for循环 27
2．7　函数 28
2．8　默认参数和带名参数 L1 29
2．9　变长参数 L1 29
2．10　过程 31
2．11　懒值 L1 31
2．12　异常 32
练习 35
第3章　数组相关操作 A1 39
3．1　定长数组 39
3．2　变长数组：数组缓冲 40
3．3　遍历数组和数组缓冲 41
3．4　数组转换 42
3．5　常用算法 44
3．6　解读Scaladoc 45
3．7　多维数组 47
3．8　与Java的互操作 48
练习 49
第4章　映射和元组 A1 53
4．1　构造映射 53
4．2　获取映射中的值 54
4．3　更新映射中的值 55
4．4　迭代映射 56
4．5　已排序映射 57
4．6　与Java的互操作 57
4．7　元组 58
4．8　拉链操作 59
练习 60
第5章　类 A1 63
5．1　简单类和无参方法 63
5．2　带getter和setter的属性 64
5．3　只带getter的属性 67
5．4　对象私有字段 68
5．5　Bean属性 L1 69
5．6　辅助构造器 71
5．7　主构造器 72
5．8　嵌套类 L175
练习 78
第6章　对象 A1 81
6．1　单例对象 81
6．2　伴生对象 82
6．3　扩展类或特质的对象 83
6．4　apply方法 84
6．5　应用程序对象 85
6．6　枚举 86
练习 87
第7章　包和引入 A1 91
7．1　包 91
7．2　作用域规则 93
7．3　串联式包语句 95
7．4　文件顶部标记法 95
7．5　包对象 96
7．6　包可见性 97
7．7　引入 97
7．8　任何地方都可以声明引入 98
7．9　重命名和隐藏方法 99
7．10　隐式引入 99
练习 100
第8章　继承 A1 103
8．1　扩展类 103
8．2　重写方法 104
8．3　类型检查和转换 105
8．4　受保护字段和方法 106
8．5　超类的构造 106
8．6　重写字段 107
8．7　匿名子类 109
8．8　抽象类 109
8．9　抽象字段 110
8．10　构造顺序和提前定义 L3 110
8．11　Scala类继承关系 112
8．12　对象相等性 L1 114
8．13　值类 L2 116
练习 117
第9章　文件和正则表达式 A1 121
9．1　读取行 121
9．2　读取字符 122
9．3　读取词法单元和数字 123
9．4　从URL或其他源读取 124
9．5　读取二进制文件 124
9．6　写入文本文件 124
9．7　访问目录 125
9．8　序列化 125
9．9　进程控制 A2126
9．10　正则表达式 129
9．11　正则表达式组 130
练习 131
第10章　特质 A1135
10．1　为什么没有多重继承 135
10．2　当作接口使用的特质 137
10．3　带有具体实现的特质 138
10．4　带有特质的对象 139
10．5　叠加在一起的特质 140
10．6　在特质中重写抽象方法 141
10．7　当作富接口使用的特质 142
10．8　特质中的具体字段 143
10．9　特质中的抽象字段 144
10．10　特质构造顺序 145
10．11　初始化特质中的字段 147
10．12　扩展类的特质 148
10．13　自身类型 L2 149
10．14　背后发生了什么 151
练习 152
第11章　操作符 A1157
11．1　标识符 157
11．2　中置操作符 158
11．3　一元操作符 159
11．4　赋值操作符 160
11．5　优先级 161
11．6　结合性 162
11．7　apply和update方法 162
11．8　提取器 L2 164
11．9　带单个参数或无参数的提取器 L2166
11．10　unapplySeq方法 L2167
11．11　动态调用 L2 167
练习 171
第12章　高阶函数 L1 175
12．1　作为值的函数 175
12．2　匿名函数 177
12．3　带函数参数的函数 178
12．4　参数（类型）推断 179
12．5　一些有用的高阶函数 180
12．6　闭包 181
12．7　SAM转换 182
12．8　柯里化 183
12．9　控制抽象 185
12．10　return表达式 186
练习 187
第13章　集合 A2191
13．1　主要的集合特质 192
13．2　可变和不可变集合 193
13．3　序列 195
13．4　列表 196
13．5　集 197
13．6　用于添加或去除元素的操作符 198
13．7　常用方法 201
13．8　将函数映射到集合 203
13．9　化简、折叠和扫描 A3 205
13．10　拉链操作 209
13．11　迭代器 210
13．12　流 A3 211
13．13　懒视图 A3 213
13．14　与Java集合的互操作 213
13．15　并行集合 215
练习 217
第14章　模式匹配和样例类 A2 221
14．1　更好的switch 222
14．2　守卫 223
14．3　模式中的变量 223
14．4　类型模式 224
14．5　匹配数组、列表和元组 225
14．6　提取器 227
14．7　变量声明中的模式 227
14．8　for表达式中的模式 229
14．9　样例类 229
14．10　copy方法和带名参数 230
14．11　case语句中的中置表示法 231
14．12　匹配嵌套结构 232
14．13　样例类是邪恶的吗 233
14．14　密封类 234
14．15　模拟枚举 235
14．16　Option类型 235
14．17 偏函数 L2 236
练习 238
第15章　注解 A2243
15．1　什么是注解 243
15．2　什么可以被注解 244
15．3　注解参数 245
15．4　注解实现 246
15．5　针对Java特性的注解 247
15．5．1　Java修饰符 247
15．5．2　标记接口 248
15．5．3　受检异常 249
15．5．4　变长参数 249
15．5．5　JavaBeans 250
15．6　用于优化的注解 250
15．6．1　尾递归 ．250
15．6．2　跳转表生成与内联 252
15．6．3　可省略方法 253
15．6．4　基本类型的特殊化 254
15．7　用于错误和警告的注解 255
练习 256
第16章　XML处理 A2 259
16．1　XML字面量 260
16．2　XML节点 260
16．3　元素属性 262
16．4　内嵌表达式 263
16．5　在属性中使用表达式 264
16．6　特殊节点类型 265
16．7　类XPath表达式 266
16．8　模式匹配 267
16．9　修改元素和属性 268
16．10　XML变换 269
16．11　加载和保存 270
16．12　命名空间 273
练习 275
第17章　Future A2 277
17．1　在future中运行任务 278
17．2　等待结果 280
17．3　Try类 281
17．4　回调 282
17．5　组合future任务 283
17．6　其他future变换 286
17．7　Future对象中的方法 288
17．8　Promise 289
17．9　执行上下文 291
练习 292
第18章　类型参数 L2 297
18．1　泛型类 298
18．2　泛型函数 298
18．3　类型变量界定 298
18．4　视图界定 300
18．5　上下文界定 301
18．6　ClassTag上下文界定 301
18．7　多重界定 302
18．8　类型约束 L3302
18．9　型变 304
18．10　协变和逆变点 305
18．11　对象不能泛型 307
18．12　类型通配符 308
练习 309
第19章　高级类型 L2 313
19．1　单例类型 313
19．2　类型投影 315
19．3　路径 316
19．4　类型别名 317
19．5　结构类型 318
19．6　复合类型 319
19．7　中置类型 320
19．8　存在类型 321
19．9　Scala类型系统 322
19．10　自身类型 323
19．11　依赖注入 325
19．12　抽象类型 L3 327
19．13　家族多态 L3 329
19．14　高等类型 L3 333
练习 336
第20章　解析 A3 341
20．1　文法 342
20．2　组合解析器操作 343
20．3　解析器结果变换 345
20．4　丢弃词法单元 347
20．5　生成解析树 348
20．6　避免左递归 348
20．7　更多的组合子 350
20．8　避免回溯 352
20．9　记忆式解析器 353
20．10　解析器说到底是什么 354
20．11　正则解析器 355
20．12　基于词法单元的解析器 356
20．13　错误处理 358
练习 359
第21章　隐式转换和隐式参数 L3． 363
21．1　隐式转换 363
21．2　利用隐式转换丰富现有类库的功能 364
21．3　引入隐式转换 365
21．4　隐式转换规则 367
21．5　隐式参数 368
21．6　利用隐式参数进行隐式转换 370
21．7　上下文界定 371
21．8　类型类 372
21．9　类型证明 374
21．10　@implicitNotFound注解 376
21．11　CanBuildFrom解读 376
练习 379
词汇表 381