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Spark基础学习笔记12:Scala内建控制结构

Spark基础学习笔记12:Scala内建控制结构

文章目录

零、本讲学习目标一、条件表达式

(一)语法格式(二)执行情况(三)案例演示

任务1、根据输入值的不同进行判断任务2、编写Scala程序,判断奇偶性 二、块表达式

(一)语法格式(二)执行情况(三)案例演示 三、for循环

(一)单重for循环

1、语法格式2、执行情况3、案例演示

任务1:输出1到10任务2、遍历字符串,输出每个字符任务3、计算 1 + 2 + 3 + ... + 100任务4、输出列表内的偶数任务5、输出全部两位素数 (二)嵌套for循环

1、语法格式2、案例演示

任务1、打印九九表

方法一、采用双重循环来实现方法二、采用单重循环来实现方法三、采用单重循环与流间变量绑定来实现方法四、采用单重循环、流间变量与yield来实现 任务2、去掉对角线课堂练习:编程求解百钱买百鸡问题 四、条件循环

(一)while循环

1、语法格式2、案例演示

任务1、计算1+ 2 + 3 + ... + 100任务2、打印全部水仙花数 (二)do while循环

1、语法格式2、案例演示

任务:计算1+ 2 + 3 + ... + 100 五、异常处理

(一)异常处理概述(二)案例演示

任务:演示try-catch-finally 六、match结构

(一)语法格式(二)案例演示

任务:给城市下评语 七、变量作用域

(一)Java变量作用域

1、内部能访问外部2、外部不能看内部 (二)Scala变量作用域

1、内部不能访问外部2、外部不能访问内部 八、补充案例

任务:评定成绩等级

1、编写符合函数式编程风格的Sala程序2、函数式风格的程序有几个特点3、非函数式风格的程序

零、本讲学习目标
    掌握条件表达式掌握各种循环理解流间变量绑定掌握yield语句的使用掌握异常处理语句了解match语句的使用理解变量作用域

Scala提供的控制结构并不算多,因为在函数式编程中,可以自己开发出各种功能的控制结构,所以Scala提供的原生控制结构仅仅够用为止。

一、条件表达式 (一)语法格式
if (条件) 值1 else 值2
(二)执行情况

条件为真,结果是值1;条件为假,结果是值2。如果if和else的返回结果同为某种类型,那么条件表达式结果也是那种类型,否则就是Any类型 (三)案例演示 任务1、根据输入值的不同进行判断

当然也可以在一个表达式中进行多次判断
可以将上述条件表达式改造成嵌套的选择结构,可读性倒是提高了,但是简洁性降低了
任务2、编写Scala程序,判断奇偶性

打开Scala项目ScalaDemo2022,创建net.hw.structure包,在包里创建Example01对象

package net.hw.structure

import scala.io.StdIn

object Example01 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    print("n = ")
    val n = StdIn.readLine().toInt
    if (n % 2 == 0) {
      println(n.toString + "是偶数")
    } else {
      println(n.toString + "是奇数")
    }
  }
}

运行程序,查看结果

利用if结构具有返回值的特性,改写程序

运行程序,查看结果

二、块表达式 (一)语法格式
{语句组}

块表达式为包含在符号“{}”中的语句块 (二)执行情况

需要注意的是,Scala中的返回值是最后一条语句的执行结果,而不需要像Java一样单独写return关键字。如果表达式中没有执行结果,就返回一个Unit对象,类似Java中的void。 (三)案例演示

语句块最后一句的值就是整个块表达式的结果
语句块最后一句没有执行结果,那么块表达式结果就是Unit
三、for循环 (一)单重for循环 1、语法格式

for (变量 <- 集合或数组 (条件)) {
     语句组
}
2、执行情况

表示将集合或数组中的每一个值循环赋给一个变量 3、案例演示 任务1:输出1到10

两种方式实现
Range(a, b): 从a到b,不包含b,跟Python里的range函数一样,含头不含尾1 to 10表示将1到10的所有值组成一个集合,且包括10。若不想包括10,则可使用关键字until
任务2、遍历字符串,输出每个字符

方法一、按索引取字符串的每个字符
方法二:将字符串看作一个由多个字符组成的集合
从Scala2.13.0开始,其它类型数据与字符进行+运算,会抛出警告信息
c是Char类型,因此需要调用toString方法,将其转换成字符串,才能与其它字符串连接 任务3、计算 1 + 2 + 3 + … + 100

注意sum必须定义为var型变量
任务4、输出列表内的偶数

采用两种方式来实现
任务5、输出全部两位素数

for (n <- 10 to 100; if !(n % 2 == 0 || n % 3 == 0 || n % 5 == 0 || n % 7 == 0))
    print(n.toString + " ")

(二)嵌套for循环 1、语法格式

传统格式

for (变量1 <- 集合或数组)
    for (变量2 <- 集合或数组) {
       语句组
    }
}

特有格式

for (变量1 <- 集合或数组; 变量2 <- 集合或数组 (条件)) {
   语句组
}
2、案例演示 任务1、打印九九表 方法一、采用双重循环来实现

在项目ScalaDemo2022里创建Example02对象

package net.hw.structure


object Example02 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    for (i <- 1 to 9) {
      for (j <- 1 to i)
        print(i.toString + "×" + j + "=" + (i * j) + "t")
      println()
    }
  }
}

运行程序,查看结果
方法二、采用单重循环来实现

在项目ScalaDemo2022里创建Example03对象

package net.hw.structure


object Example03 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    for (i <- 1 to 9; j <- 1 to i) {
      print(i.toString + "×" + j + "=" + (i * j) + "t")
      if (i == j) println()
    }
  }
}

运行程序,查看结果
方法三、采用单重循环与流间变量绑定来实现

在项目ScalaDemo2022里创建Example04对象在for循环头里sep = if (i == j) "rn" else "t"就是流间变量绑定

package net.hw.structure


object Example04 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    for (i <- 1 to 9; j <- 1 to i; sep = if (i == j) "rn" else "t")
      print(i.toString + "×" + j + "=" + (i * j) + sep)
  }
}

运行程序,查看结果
方法四、采用单重循环、流间变量与yield来实现

for循环语句本身的返回值是Unit类型,无论在循环体中返回什么都是无效的,最终得到的都是Unit的值,但是可以在循环中的循环条件和循环体之间加上yield关键字,那么就可以将循环体产生的返回值组成数组进行返回。在项目ScalaDemo2022里创建Example05对象

package net.hw.structure


object Example05 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val list = for (i <- 1 to 9; j <- 1 to i; sep = if (i == j) "rn" else "t")
      yield i.toString + "×" + j + "=" + (i * j) + sep
    for (x <- list) print(x)
  }
}

运行程序,查看结果
任务2、去掉对角线

一个三阶方阵,单元格的值是行号与列号的乘积,去掉对角线,输出剩余元素
方法一、传统双重循环
方法二、特有双重循环
课堂练习:编程求解百钱买百鸡问题

我国古代数学家张丘建在《算经》一书中曾提出过著名的“百钱买百鸡”问题,该问题叙述如下:鸡翁一,值钱五;鸡母一,值钱三;鸡雏三,值钱一;百钱买百鸡,则翁、母、雏各几何?翻译过来,意思是公鸡一个五块钱,母鸡一个三块钱,小鸡三个一块钱,现在要用一百块钱买一百只鸡,问公鸡、母鸡、小鸡各多少只? 四、条件循环 (一)while循环 1、语法格式

Scala的while循环与Java类似

while(条件) {   
   循环体
}
2、案例演示 任务1、计算1+ 2 + 3 + … + 100

注意:sum必须是变量
采用函数式风格来写代码,递归函数来实现求和,注意:此处sum是常量
任务2、打印全部水仙花数

所谓水仙花数,是指等于其各位数字立方和的三位数。

qquad 153 = 1 3 + 5 3 + 3 3 153=1^3+5^3+3^3 153=13+53+33
qquad 370 = 3 3 + 7 3 + 0 3 370=3^3+7^3+0^3 370=33+73+03
qquad 371 = 3 3 + 7 3 + 1 3 371=3^3+7^3+1^3 371=33+73+13
qquad 407 = 4 3 + 0 3 + 7 3 407=4^3+0^3+7^3 407=43+03+73

对于[100, 999]范围的每个数n,我们要去判断它是否等于其各位数字的立方和,这里的难点或关键在于如何分解一个三位数,得到它的每位数字。

假设我们已经把三位数n分解成百位数p3,十位数p2,个位数p1,
这样我们的筛选条件就可以写出来:n == p3 * p3 * p3 + p2 * p2 * p2 + p1 * p1 * p1。

如何拆分一个三位数n呢?

首先求n的个位数:n % 10
然后要将三位数变成两位数:n = n / 10;
对于新的两位数n,又求它的个位数:n % 10
然后要将两位数变成一位数:n = n / 10;

也就是说我们可以交替使用求余和整除运算将一个三位数拆分,得到它的个位数、十位数和百位数。当然这个分解方法可以推广到任何多位数的拆分。

在net.hw.structure包里创建Example06对象

package net.hw.structure


object Example06 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    for (n <- 100 to 999) {
      val p1 = n % 10     // 个位数
      val p2 = n / 10 % 10 // 十位数
      val p3 = n / 100     // 百位数
      if (n == p1 * p1 * p1 + p2 * p2 * p2 + p3 * p3 * p3)
        println(n.toString + " = " + p3 + "^3 + " + p2 + "^3 + " + p1 + "^3")
    }
  }
}

运行程序,查看结果
(二)do while循环

与Java语言一样,do while循环与while循环类似,但是do while循环会确保至少执行一次循环。 1、语法格式

do {
   循环体
} while(条件)
2、案例演示 任务:计算1+ 2 + 3 + … + 100

五、异常处理 (一)异常处理概述

Scala中继承了Java的异常机制,提供了程序中产生意外情况时处理的机制,抛出异常的过程和Java中基本一致,通过throw关键字进行:throw XxxException(),一旦抛出可以当场捕获处理或接着向上抛,捕获异常是通过 try-catch-finally来实现的。 (二)案例演示 任务:演示try-catch-finally

try-catch是有返回值的:如果没有异常就是try语句的返回值,如果有异常就是catch语句的返回值。注意不会是finally的返回值,finally即使有返回值,也会被抛弃,这点和Java是不同的。在net.hw.structure包里创建Example07对象

package net.hw.structure

import java.io.IOException


object Example07 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    var message = ""
    val result = try {
      mx()
      "恭喜,程序执行正常!"
    } catch {
      case e: NullPointerException => "空指针异常"
      case e: IOException => "呵呵,I/O异常~"
      case e: Exception => "管它呢,反正是异常~"
    } finally {
      message = "程序到此为止!"
      "无论是否有异常,都会执行finally里的语句~"
    }
    println(result)
    println(message)
  }

  def mx(): Unit = {
    throw new RuntimeException("随便抛出一个异常~")
  }
}

执行程序,查看结果(此时有异常,result取的是catch里的返回值 - 管它呢,反正是异常~,finally语句块执行了的,因此message可以打印出来 - 程序到此为止!)

注释掉mx()方法里的语句

执行程序,查看结果(此时有异常,result取的是try里的返回值 - 恭喜,程序执行正常!)

在Scala里,finally的返回值不会覆盖try和catch的返回值,这一点跟Java不同。

运行程序,查看结果(此时运行test()方法,调用mx()方法抛出异常,执行catch语句块,返回异常~,但是要被finally语句块的返回值停止!覆盖,因此最终输出的就是停止!)

我们把mx()方法里的抛出异常的语句注释掉,此时程序正常运行,但是test()方法的返回值不会是正常~,还是会被finally语句块的返回值覆盖,成为停止!

六、match结构 (一)语法格式
变量 match {
      case 值1 => 表达式1或语句1
      case 值2 => 表达式2或语句2
      case 值3 => 表达式3或语句3
      ……
      case _ => 表达式n或语句n
    }

Scala中的match类似于其他语言的switch。与Java不同的是,match语句可以应用在任何类型量或表达式上,另外不需要调用break语句,match默认执行完一个case后直接跳出match结构。注意,match是具有返回值的,就是被选到的case的值。 (二)案例演示 任务:给城市下评语

在net.hw.structure包里创建Example08对象

package net.hw.structure

import scala.io.StdIn


object Example08 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    print("输入城市:")
    val city = StdIn.readLine();
    val comment = city match {
      case "北京" => "伟大的首都"
      case "上海" => "神奇的魔都"
      case "泸州" => "醉人的酒城"
      case _ => "一般的城市"
    }
    print(city + ": " + comment)
  }
}

运行程序,查看结果
七、变量作用域 (一)Java变量作用域

Java中根据不同大括号区分变量作用范围,不允许有叠加,外部看不到内部,内部能看到外部。 1、内部能访问外部

2、外部不能看内部

(二)Scala变量作用域

Scala中根据不同大括号区分变量作用范围,不允许有叠加,外部看不到内部,内部看不到外部。 1、内部不能访问外部

在net.hw.structure包创建Example09对象
2、外部不能访问内部

在net.hw.structure包创建Example10对象
八、补充案例 任务:评定成绩等级 1、编写符合函数式编程风格的Sala程序

在net.hw.structure包里创建Example11对象

package net.hw.structure

import scala.io.StdIn


object Example11 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    print("score = ")
    val score = StdIn.readLine().toInt

    val comment = if (score > 100) {
      "超出范围"
    } else if (score >= 90) {
      "优秀"
    } else if (score >= 80) {
      "良好"
    } else if (score >= 70) {
      "中等"
    } else if (score >= 60) {
      "及格"
    } else if (score >= 0) {
      "不及格"
    } else {
      "超出范围"
    }

    println("评语:" + comment)
  }
}

运行程序,查看结果
2、函数式风格的程序有几个特点

if结构像函数一样有返回值if结构里除了传入参数score之外,没有别的变量。
-if结构里没有与外界交流,比如输入或输出或网络连接或读取文件之类。函数式编程是为了处理计算,不考虑系统的读写(I/O)。函数式编程强调没有副作用(指的是函数内部与外部互动,产生运算以外的其它结果)。函数要求独立,只返回一个值,没有其它行为,尤其不能修改外部变量的值。 3、非函数式风格的程序

看看下面这个程序 - Example12

虽然处理结果跟上面那个程序一样,但是并不符合函数式编程风格。因为if结构有副作用,修改了if结构之外的变量comment的值。

再看看下面这个程序 - Example13

不符合函数式编程风格。因为if结构有副作用,有写操作。

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