每日博客
实验 2 Scala 编程初级实践
（版本号：2018 年 7 月 19 日版本）
（题目）
主讲教师：林子雨
厦门大学数据库实验室
二零一八年七月目录
目录
一、实验目的 ..................................................................................................................................1
二、实验平台 ..................................................................................................................................1
三、实验内容和要求 ......................................................................................................................1
1. 计算级数.............................................................................................................................1
2. 模拟图形绘制.....................................................................................................................1
3. 统计学生成绩.....................................................................................................................3
四、实验报告 ..................................................................................................................................4
附录 1:任课教师介绍......................................................................................................................5
附录 2：课程教材介绍....................................................................................................................5
附录 3：高校大数据课程公共服务平台介绍................................................................................6
主讲教师：林子雨 http://www.cs.xmu.edu.cn/linziyu 第 1 页厦门大学林子雨,赖永炫,陶继平 编著《Spark 编程基础（Scala 版）》 教材配套机房上机实验指南
实验 2 Scala 编程初级实践
主讲教师：林子雨 http://www.cs.xmu.edu.cn/linziyu 第 1 页
厦门大学林子雨,赖永炫,陶继平 编著
《Spark 编程基础（Scala 版）》
第 2 章 Scala 语言基础
教材配套机房上机实验指南
实验 2 Scala 编程初级实践
（题目）
主讲教师：林子雨
E-mail: ziyulin@xmu.edu.cn 个人主页：http://www.cs.xmu.edu.cn/linziyu
一、实验目的
1.掌握 Scala 语言的基本语法、数据结构和控制结构；
2.掌握面向对象编程的基础知识，能够编写自定义类和特质；
3.掌握函数式编程的基础知识，能够熟练定义匿名函数。熟悉 Scala 的容器类库的基本
层次结构，熟练使用常用的容器类进行数据；
4.熟练掌握 Scala 的 REPL 运行模式和编译运行方法。
二、实验平台
已经配置完成的 Scala 开发环境。Scala 版本为 2.11.8.
三、实验内容和要求
1. 计算级数
请用脚本的方式编程计算并输出下列级数的前 n 项之和 Sn，直到 Sn 刚好大于或等于 q
为止，其中 q 为大于 0 的整数，其值通过键盘输入。
2 3 4 1
1 2 3
n
n
n
S
+
= + + + +
例 如 ， 若 q 的 值 为 50.0 ， 则 输 出 应 为 ： Sn=50.416695 。 请 将 源 文 件 保 存 为
exercise2-1.scala，在REPL模式下测试运行，测试样例：q=1时，Sn=2；q=30时，Sn=30.891459；
q=50 时，Sn=50.416695。
2. 模拟图形绘制
对于一个图形绘制程序，用下面的层次对各种实体进行抽象。定义一个 Drawable 的特
质，其包括一个 draw 方法，默认实现为输出对象的字符串表示。定义一个 Point 类表示点，
其混入了 Drawable 特质，并包含一个 shift 方法，用于移动点。所有图形实体的抽象类为厦门大学林子雨,赖永炫,陶继平 编著《Spark 编程基础（Scala 版）》 教材配套机房上机实验指南
实验 2 Scala 编程初级实践
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Shape，其构造函数包括一个 Point 类型，表示图形的具体位置（具体意义对不同的具体图
形不一样）。Shape 类有一个具体方法 moveTo 和一个抽象方法 zoom，其中 moveTo 将图形从
当前位置移动到新的位置， 各种具体图形的 moveTo 可能会有不一样的地方。zoom 方法实
现对图形的放缩，接受一个浮点型的放缩倍数参数，不同具体图形放缩实现不一样。继承
Shape 类的具体图形类型包括直线类 Line 和圆类 Circle。Line 类的第一个参数表示其位置，
第二个参数表示另一个端点，Line 放缩的时候，其中点位置不变，长度按倍数放缩（注意，
缩放时，其两个端点信息也改变了），另外，Line 的 move 行为影响了另一个端点，需要对
move 方法进行重载。Circle 类第一个参数表示其圆心，也是其位置，另一个参数表示其半
径，Circle 缩放的时候，位置参数不变，半径按倍数缩放。另外直线类 Line 和圆类 Circle
都混入了 Drawable 特质，要求对 draw 进行重载实现，其中类 Line 的 draw 输出的信息样式
为“Line:第一个端点的坐标--第二个端点的坐标)”，类 Circle 的 draw 输出的信息样式为
“Circle center:圆心坐标,R=半径”。如下的代码已经给出了 Drawable 和 Point 的定义，
同时也给出了程序入口 main 函数的实现，请完成 Shape 类、Line 类和 Circle 类的定义。
case class Point(var x:Double,var y:Double) extends Drawable{
def shift(deltaX:Double,deltaY:Double){x+=deltaX;y+=deltaY}
}
trait Drawable{
def draw(){println(this.toString)}
}
// 请完成 Shape 类、Line 类和 Circle 类的定义。
object MyDraw{
def main(args: Array[String]) {
val p=new Point(10,30)
p.draw;
val line1 = new Line(Point(0,0),Point(20,20))
line1.draw
line1.moveTo(Point(5,5)) //移动到一个新的点
line1.draw
line1.zoom(2) //放大两倍
line1.draw
val cir= new Circle(Point(10,10),5)
cir.draw
cir.moveTo(Point(30,20))
cir.draw
cir.zoom(0.5)
cir.draw
}
}
编译运行程序，期望的输出结果如下：
Point(10.0,30.0)
Line:(0.0,0.0)--(20.0,20.0)
Line:(5.0,5.0)--(25.0,25.0)
Line:(-5.0,-5.0)--(35.0,35.0)
Circle center:(10.0,10.0),R=5.0厦门大学林子雨,赖永炫,陶继平 编著《Spark 编程基础（Scala 版）》 教材配套机房上机实验指南
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Circle center:(30.0,20.0),R=5.0
Circle center:(30.0,20.0),R=2.5
3. 统计学生成绩
学生的成绩清单格式如下所示，第一行为表头，各字段意思分别为学号、性别、课程名
1、课程名 2 等，后面每一行代表一个学生的信息，各字段之间用空白符隔开
Id
gender Math English Physics
301610 male 80 64 78
301611 female 65 87 58
...
给定任何一个如上格式的清单（不同清单里课程数量可能不一样），要求尽可能采用函
数式编程，统计出各门课程的平均成绩，最低成绩，和最高成绩；另外还需按男女同学分开，
分别统计各门课程的平均成绩，最低成绩，和最高成绩。
测试样例 1 如下：
Id
gender Math English Physics
301610 male 80 64 78
301611 female 65 87 58
301612 female 44 71 77
301613 female 66 71 91
301614 female 70 71 100
301615 male 72 77 72
301616 female 73 81 75
301617 female 69 77 75
301618 male 73 61 65
301619 male 74 69 68
301620 male 76 62 76
301621 male 73 69 91
301622 male 55 69 61
301623 male 50 58 75
301624 female 63 83 93
301625 male 72 54 100
301626 male 76 66 73
301627 male 82 87 79
301628 female 62 80 54
301629 male 89 77 72
样例 1 的统计结果输出为：
course average min max
Math: 69.20 44.00 89.00
English: 71.70 54.00 87.00
Physics: 76.65 54.00 100.00
course average min max (males)
Math: 72.67 50.00 89.00
English: 67.75 54.00 87.00厦门大学林子雨,赖永炫,陶继平 编著《Spark 编程基础（Scala 版）》 教材配套机房上机实验指南
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Physics: 75.83 61.00 100.00
course average min max (females)
Math: 64.00 44.00 73.00
English: 77.63 71.00 87.00
Physics: 77.88 54.00 100.00
测试样例 2
Id
gender Math English Physics Science
301610 male 72
39
74
93
301611 male 75
85
93
26
301612 female 85
79
91
57
301613 female 63
89
61
62
301614 male 72
63
58
64
301615 male 99
82
70
31
301616 female 100
81
63
72
301617 male 74
100
81
59
301618 female 68
72
63
100
301619 male 63
39
59
87
301620 female 84
88
48
48
301621 male 71
88
92
46
301622 male 82
49
66
78
301623 male 63
80
83
88
301624 female 86
80
56
69
301625 male 76
69
86
49
301626 male 91
59
93
51
301627 female 92
76
79
100
301628 male 79
89
78
57
301629 male 85
74
78
80
样例 2 的统计结果为：
course average min max
Math: 79.00 63.00 100.00
English: 74.05 39.00 100.00
Physics: 73.60 48.00 93.00
Science: 65.85 26.00 100.00
course average min max
Math: 77.08 63.00 99.00
English: 70.46 39.00 100.00
Physics: 77.77 58.00 93.00
Science: 62.23 26.00 93.00
course average min max
Math: 82.57 63.00 100.00
English: 80.71 72.00 89.00
Physics: 65.86 48.00 91.00
Science: 72.57 48.00 100.00
四、实验报告
《Spark 编程基础》实验报告厦门大学林子雨,赖永炫,陶继平 编著《Spark 编程基础（Scala 版）》 教材配套机房上机实验指南
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题目：
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实验环境：
解决问题的思路：
import io.StdIn._
object lab2{
def main(args:Array[String]){
var Sn:Float = 0
var n:Float = 1
println("Input a number for q:")
var q = readInt()
while(Sn < q)
{
Sn += (n+1)/n
n += 1
}
println(s"Sn = $Sn")
}
}
case class Point(var x:Double ,var y:Double) extends Drawable{
def shift(X:Double ,Y:Double){
x += X
y += Y
}
}
trait Drawable{
def draw(){println(this.toString)}
}
abstract class Shape(var location:Point)//location是shape的一个可变字段
{
def moveTo(newLocation:Point)
{
location = newLocation
}
def zoom(scale:Double)
}
class Line(beginPoint:Point,var endPoint:Point)extends Shape(beginPoint) with Drawable{
override def draw()
{
println(s"Line:(${location.x},${location.y}--(${endPoint.x},${endPoint.y})")
}
override def moveTo(newLocation:Point)
{
endPoint.shift(newLocation.x-location.x,newLocation.y-location.y)
location = newLocation
}
override def zoom(scale:Double)
{
val midPoint=Point((endPoint.x+location.x)/2,(endPoint.y+location.y)/2)
location.x=midPoint.x+scale*(location.x-midPoint.x)
location.y=midPoint.y+scale*(location.y-midPoint.y)
endPoint.x=midPoint.x+scale*(endPoint.x-midPoint.x)
endPoint.y=midPoint.y+scale*(endPoint.y-midPoint.y)
}
}
class Circle(center:Point,var radius:Double)extends Shape(center) with Drawable
{
override def draw()
{
println(s"Circle center:(${location.x},${location.y}),R=$radius")
}
override def zoom(scale :Double)
{
radius = radius*scale
}
}
object MyDraw
{
def main(args:Array[String])
{
val p = new Point(10,30)
p.draw
val line1 = new Line(Point(0,0),Point(20,20))
line1.draw
line1.moveTo(Point(5,5))
line1.draw
line1.zoom(2)
line1.draw
val circle = new Circle(Point(10,10),5)
circle.draw
circle.moveTo(Point(30,20))
circle.draw
circle.zoom(0.5)
circle.draw
}
}
import scala.collection.mutable.ArrayBuffer
object test3 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
var students:ArrayBuffer[Student] = new ArrayBuffer[Student]()
students.append(new Student(301610, "male", 80, 64, 78))
students.append(new Student(301611, "female", 65, 87, 58))
students.append(new Student(301612, "female", 44, 71, 77))
students.append(new Student(301613, "female", 66, 71, 91))
students.append(new Student(301614, "female", 70, 71, 100))
students.append(new Student(301615, "male", 72, 77, 72))
students.append(new Student(301616, "female", 73, 81, 75))
students.append(new Student(301617, "female", 69, 77, 75))
students.append(new Student(301618, "male", 73, 61, 65))
students.append(new Student(301619, "male", 74, 69, 68))
students.append(new Student(301620, "male", 76, 62, 76))
students.append(new Student(301621, "male", 73, 69, 91))
students.append(new Student(301622, "male", 55, 69, 61))
students.append(new Student(301623, "male", 50, 58, 75))
students.append(new Student(301624, "female", 63, 83, 93))
students.append(new Student(301625, "male", 72, 54, 100))
students.append(new Student(301626, "male", 76, 66, 73))
students.append(new Student(301627, "male", 82, 87, 79))
students.append(new Student(301628, "female", 62, 80, 54))
students.append(new Student(301629, "male", 89, 77, 72))
println(students.length)
println(students(1).toString)
getData(students)
getDataMale(students)
getDataFeMale(students)
}
def getData(value: ArrayBuffer[Student]): Unit ={
var Mathaverage:Double=0;
var MathSum:Double = 0;
var MathMin:Double = value(0).Math;
var MathMax:Double = 0;
var Englishaverage:Double=0;
var EnglishSum:Double = 0;
var EnglishMin:Double = value(0).English;
var EnglishMax:Double = 0;
var Physicsaverage:Double=0;
var PhysicsSum:Double = 0;
var PhysicsMin:Double = value(0).Physics;
var PhysicsMax:Double = 0;
var number = value.length;
for (i <- 0 until value.length){
//三科总数
MathSum = value(i).Math+MathSum
EnglishSum = value(i).English+EnglishSum
PhysicsSum = value(i).Physics+PhysicsSum
//最大和最小
if(value(i).Math>MathMax){
MathMax=value(i).Math;
}
if(value(i).English>EnglishMax){
EnglishMax=value(i).English;
}
if(value(i).Physics>PhysicsMax){
PhysicsMax=value(i).Physics;
}
if(value(i).Math<MathMin){
MathMin=value(i).Math;
}
if(value(i).English<EnglishMin){
EnglishMin=value(i).English;
}
if(value(i).Physics<PhysicsMin){
PhysicsMin=value(i).Physics;
}
}
//平均值
Mathaverage=MathSum/number
Englishaverage=EnglishSum/number
Physicsaverage=PhysicsSum/number
println("course\t average\t min\t max \t")
println("Math:\t "+Mathaverage+"\t\t"+MathMin+"\t "+MathMax)
println("English:\t"+Englishaverage+"\t"+EnglishMin+"\t "+EnglishMax)
println("Physics:\t"+Physicsaverage+"\t"+PhysicsMin+"\t "+PhysicsMax)
}
def getDataMale(value: ArrayBuffer[Student]): Unit = {
var Mathaverage: Double = 0;
var MathSum: Double = 0;
var MathMin: Double = value(0).Math;
var MathMax: Double = 0;
var Englishaverage: Double = 0;
var EnglishSum: Double = 0;
var EnglishMin: Double = value(0).English;
var EnglishMax: Double = 0;
var Physicsaverage: Double = 0;
var PhysicsSum: Double = 0;
var PhysicsMin: Double = value(0).Physics;
var PhysicsMax: Double = 0;
var number = 0;
for (i <- 0 until value.length) {
if (value(i).gender.equals("male")) {
number = number + 1
//三科总数
MathSum = value(i).Math + MathSum
EnglishSum = value(i).English + EnglishSum
PhysicsSum = value(i).Physics + PhysicsSum
//最大和最小
if (value(i).Math > MathMax) {
MathMax = value(i).Math;
}
if (value(i).English > EnglishMax) {
EnglishMax = value(i).English;
}
if (value(i).Physics > PhysicsMax) {
PhysicsMax = value(i).Physics;
}
if (value(i).Math < MathMin) {
MathMin = value(i).Math;
}
if (value(i).English < EnglishMin) {
EnglishMin = value(i).English;
}
if (value(i).Physics < PhysicsMin) {
PhysicsMin = value(i).Physics;
}
}
}
//平均值
Mathaverage=MathSum/number
Englishaverage=EnglishSum/number
Physicsaverage=PhysicsSum/number
println("course\t average\t min\t max \t(Male)")
Mathaverage=Mathaverage.toInt
Englishaverage=Englishaverage.toInt
Physicsaverage=Physicsaverage.toInt
println("Math:\t "+Mathaverage+"\t\t"+MathMin+"\t "+MathMax)
println("English:\t "+Englishaverage+"\t\t"+EnglishMin+"\t "+EnglishMax)
println("Physics:\t "+Physicsaverage+"\t\t"+PhysicsMin+"\t "+PhysicsMax)
}
def getDataFeMale(value: ArrayBuffer[Student]): Unit ={
var Mathaverage:Double=0;
var MathSum:Double = 0;
var MathMin:Double = value(1).Math;
var MathMax:Double = 0;
var Englishaverage:Double=0;
var EnglishSum:Double = 0;
var EnglishMin:Double = value(1).English;
var EnglishMax:Double = 0;
var Physicsaverage:Double=0;
var PhysicsSum:Double = 0;
var PhysicsMin:Double = value(1).Physics;
var PhysicsMax:Double = 0;
var number = 0;
for (i <- 0 until value.length){
if(value(i).gender.equals("female")){
number=number+1
//三科总数
MathSum = value(i).Math+MathSum
EnglishSum = value(i).English+EnglishSum
PhysicsSum = value(i).Physics+PhysicsSum
//最大和最小
if(value(i).Math>MathMax){
MathMax=value(i).Math;
}
if(value(i).English>EnglishMax){
EnglishMax=value(i).English;
}
if(value(i).Physics>PhysicsMax){
PhysicsMax=value(i).Physics;
}
if(value(i).Math<MathMin){
MathMin=value(i).Math;
}
if(value(i).English<EnglishMin){
EnglishMin=value(i).English;
}
if(value(i).Physics<PhysicsMin){
PhysicsMin=value(i).Physics;
}
}
}
//平均值
Mathaverage=MathSum/number
Englishaverage=EnglishSum/number
Physicsaverage=PhysicsSum/number
println("course\t average\t min\t max \t(FeMale)")
Mathaverage=Mathaverage.toInt
Englishaverage=Englishaverage.toInt
Physicsaverage=Physicsaverage.toInt
println("Math:\t "+Mathaverage+"\t\t"+MathMin+"\t "+MathMax)
println("English:\t "+Englishaverage+"\t\t"+EnglishMin+"\t "+EnglishMax)
println("Physics:\t "+Physicsaverage+"\t\t"+PhysicsMin+"\t "+PhysicsMax)
}
}
class Student(id1:Int,gender1:String,Math1:Double,English1:Double,Physics1:Double){
var id:Int = id1
var gender:String = gender1
var Math:Double = Math1
var English:Double = English1
var Physics:Double = Physics1
override def toString = s"Student($id, $gender, $Math, $English, $Physics)"
}
实验内容与完成情况：
出现的问题：
解决方案（列出遇到的问题和解决办法，列出没有解决的问题）：
