Scala学习(三)----数组相关操作
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数组相关操作 |
摘要:
本篇主要学习如何在Scala中操作数组。Java和C++程序员通常会选用数组或近似的结构（比如数组列表或向量）来收集一组元素。在Scala中，我们的选择更多，不过现在我们先假定不关心其他选择，而只是想马上开始用数组。本篇的要点包括：
1. 若长度固定则使用Array，若长度可能有变化则使用ArrayBuffer
2. 提供初始值时不要使用new
3. 用()来访问元素
4. 用for (elem<-arr)来遍历元素
5. 用for (elem<-arr if…)…yield…来将原数组转型为新数组
6. Scala数组和java数组可以互操作；用AnayBuffer，使用scalacollection.JavaConversions中的转换函数
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定长数组 |
如果你需要一个长度不变的数组，可以用Scala中的Array。例如：
val nums=new Array[Int] (10) //长度为10的整数数组，所有元素初始化为0
val a=new Array [String] (10) //长度为10的字符串数组，所有元素初始化为null
val s= Array("Hello", "World") //长度为2的Array[String]类型是推断出来的，已提供初始值就不需要new
S (0) ="Goodbye" //Array（"Goodby "，"World"）,使用()而不是[]来访问元素
在JVM中，Scala的Array以Java数组方式实现。示例中的数组在JVM中的类型为java.lang.String[]。Int、Double或其他与Java中基本类型对应的数组都是基本类型数组。
举例来说，Array(2，3，5，7，11)在JVM中就是一个int[]。
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变长数组：缓冲 |
尾端操作缓冲数组
对于那种长度按需要变化的数组，Java有ArrayList，C++有vector。Scala中的等效数据结构为ArrayBuffer
import scala.collection.mutable.ArrayBuffer
val b=ArrayBuffer[lnt]() // 或者new ArrayBuffer [int]，一个空的数组缓冲，准备存放整数
b+=1 // ArrayBuffer (1)，用+=在尾端添加元素
b+=(1，2，3，5) // ArrayBuffer(1,1,2,3,5)，在尾端添加多个元素，以括号包起来
b++= Array(8, 13, 21) // ArrayBuffer(1, 1, 2, 3, 5, 8,13, 21) //用++=操作符追加任何集合
b.trimEnd(5) // ArrayBuffer(1, 1, 2)，移除最后5个元素
在数组缓冲的尾端添加或移除元素是一个高效的操作
任意位置操作缓冲数组
你也可以在任意位置插入或移除元素，但这样的操作并不那么高效。所有在那个位置之后的元素，都必须被平移。举例如下：
b.insert (2,6) //ArrayBuffer(1, 1, 6, 2)，在下标2之前插入
b.insert (2,7,8,9) // ArrayBuffer(1, 1,7,8,9, 6,2)，你可以插入任意多的元素
b.remove(2) // ArrayBuffer(1,1,8,9,6,2)
b.remove (2,3) //ArrayBuffer(1,1, 2)，第2个参数的含义是要移除多少个元素
有时你需要构建一个Array，但不知道最终需要装多少元素。在这种情况下，先构建一个数组缓冲，然后调用：
b.toArray //Array(1, 1，2)
反过来，调用乱toBuffer可以将一个数组a转换成一个数组缓冲
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遍历数组和数组缓冲 |
全遍历
在Java和C++中，数组和数组列表／向量有一些语法上不同，Scala则更加统一。大多数时候，你可以用相同的代码处理这两种数据结构。以下是for循环遍历数组或数组缓冲的语法：
for (i <- 0 until a.length) //变量i的取值从0到a length -1
println(i+"："+a(i))
utiI是Richlnt类的方法，返回所有小于但不包括上限的数字。例如：
0 until 10 // Range(0,1,2,3,4,5,6,7,8, 9)
需要注意的是，0 until 10实际上是一个方法调用：0.until(10)
条件遍历
如下结构：
for(I <- 区间)
会让变量i遍历该区间的所有值。拿本例来说，循环变量i先后取值0、1，等等，直到但不包含a.length。如果想要每两个元素一跳，可以让i这样来进行遍历：
0 until (a.length,2) //Range(0,2,4,…)
如果要从数组的尾端开始，遍历的写法为：
(0 until a.length) .reverse //Range(...,2,1,0)
如果在循环体中不需要用到数组下标，我们也可以直接访问数组元素，就像这样：
for (elem <- a)
println (elem)
这和Java中的"增强版"for循环，或者C++中的"基于区间的"for循环很相似。变量elem先后被设为a(0)，然后a(1)，依此类推
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数组转换 |
for中的推导式和守卫
在前面，你看到了如何像Java或C++那样操作数组。不过在Scala中，你可以走得更远。从一个数组或数组缓冲出发，以某种方式对它进行转换是很简单的。这些转换动作不会修改原始数组，而是产生一个全新的数组。像这样使用for推导式：
val a=Array(2, 3, 5, 7, 11)
val result=for (elem <- a) yield 2*elem //result是Array(4,6,10, 14, 22)
for(…)yield循环创建了一个类型与原始集合相同的新集合。如果你从数组出发，那么你得到的是另一个数组。如果你从数组缓冲出发，那么你在for(…)yield之后得到的也
是数组缓冲
结果包含yield之后的表达式的值，每次迭代对应一个。通常，当你遍历一个集合时，你只想处理那些满足特定条件的元素。这个需求可以通过守卫：for中的if来实现。在这里我们对每个偶数元素翻倍，并丢掉奇数元素：
for (elem <- a if elem%==0) yield 2*elem
请留意结果是个新的集合，原始集合并没有受到影响
一种等价方法
除上述之外，还有另一种做法是
a.filter (_%2==0).map(2*_)
甚至
a.filter { _%2 == 0 } map {2*_ }
某些有着函数式编程经验的程序员倾向于使用filter和map而不是守卫和yield，这不过是一种风格罢了与for循环所做的事完全相同。你可以根据喜好任意选择。
高效数组操作
考虑如下示例：给定一个整数的数组缓冲，我们想要移除除第一个负数之外的所有负数。传统的依次执行的解决方案会在遇到第一个负数时置一个标记，然后移除后续出现的负数元素
var first=true
var n=a.length
var i=0
while ( i<n ) {
if (a(i) >= 0)
i+=1
else{
if (first) {
first=false
i+=1
} else {
a.remove (i)
n-=1
}
}
}
但这个方案其实并不那么好：从数组缓冲中移除元素并不高效，把非负数值拷贝到前端要好得多。
首先收集需要保留的下标：
var first= true
val indexes=for (i <- 0 until a.length if first || a(i)>=0) yield {
if (a(i)<0)
first=false;
i
}
然后将元素移动到该去的位置，并截断尾端：
for(j <- 0 until indexes.length)
a(j)= a(indexes(j))
a.trimEnd (a.length -indexes.length)
这里的关键点是，拿到所有下标好过逐个处理
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常用算法 |
求和与排序
有一种说法，很大比例的业务运算不过是在求和与排序。还好Scala有内建的函数来处理这些任务
Array(1,7,2, 9).sum // 19，对ArrayBuffer同样适用
要使用sum方法，元素类型必须是数值类型：要么是整型，要么是浮点数或者Biglnteger/BigDecimal。
同理，min和max输出数组或数组缓冲中最小和最大的元素。
ArraryBuffer("Mary", "had","a","little", "lamb").max // "little"
sorted方法将数组或数组缓冲排序并返回经过排序的数组或数组缓冲，这个过程并不会修改原始版本：
val b=ArrayBuffer(1,7,2, 9)
val bSorted=b.sorted(_ < _) // b没有被改变，bSorted是ArrayBuffer(1,2,7,9)
还可以提供一个比较函数，不过你需要用sortWith方法：
val bDescending=b.sorted(_ > _) // ArrayBuffer(9,7,2, 1)
可以直接对一个数组排序，但不能对数组缓冲排序：
val a=Array(1,7,2,9)
scala.util. Sorting.quickSortIa(a) // a现在是Array(1,2,7,9)
关于num、max和quickSort方法，元素类型必须支持比较操作，这包括了数字、字符串以及其他带有Ordered特质的类型。
显示数组内容
最后，如果你想要显示数组或数组缓冲的内容，可以用mkString方法，它允许你指定元素之间的分隔符。该方法的另一个重载版本可以让你指定前缀和后缀。例如:
a.mkString("and") // "1 and 2 and 7 and 9"
a.mkString("<" , "," , ">") // "<1,2,7,9>"
和toString相比：
a.toString // " [I@85b8d"，这里被调用的是Java的毫无意义的toString方法
b.toString // "ArrayBuffer(l,7,2, 9)"，toString方法报告了类型，便于调试
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解读Scaladoc |
数组和数组缓冲有许多有用的方法，我们可以通过浏览Scala文档来获取这些信息。对Array类的操作方法列在ArrayOps相关条目下。从技术上讲，在数组上应用这些操作之前，数组都会被转换成ArrayOps对象。
由于Scala的类型系统比java更丰富，在浏览Scala的文档时，你可能会遇到一些看上去很奇怪的语法。所幸，你并不需要理解类型系统的所有细节就可以完成很多有用
的工作。你可以把下表用做"解码指环"。
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多维数组 |
和Java一样，多维数组是通过数组的数组来实现的。举例来说，Double的二维数组类型为：
Array[Array[Double]]
要构造这样一个数组，可以用ofDim方法：
val matrix=Array.ofDim[Double](3,4) //三行，四列要访问其中的元素，使用两对圆括号：
matrix (row) (column) =42
你可以创建不规则的数组，每一行的长度各不相同：
val triangle=new ArraylArray [Int] (10)
for (i <- 0 until triangle.length)
triangle(i)=new Array[lnt] (i+1)
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与Java互操作 |
由于Scala数组是用java数组实现的，你可以在Java和Scala之间来回传递。如果你调用接受或返回java.utiI.List的Java方法，则当然可以在Scala代码中使用Java的ArrayList但那样做没什么意思。你完全可以引入scala.collection.JavaConversions里的隐式转换方法。这样你就可以在代码中使用Scala缓冲，在调用Java方法时，这些对象会被自动包装成Java列表。
举例来说，java.lang.ProcessBuilder类有一个以List<String>为参数的构造器。以下是在Scala中调用它的写法：
import scala.collection.JavaConversions.bufferAsJavaList
import scala.collection.mutable.ArrayBuffer
val command = ArrayBuffer("ls", "-al", "/home/cay")
val pb = new ProcessBuilder(command) // Scala到Java的转换
Scala缓冲被包装成了一个实现了java.util.List接口的Java类的对象。反过来讲，当Java方法返回java.util.List时，我们可以让它自动转换成一个Buffer：
import scala.collection.JavaConversions.asScalaBuffer
import scala.collection.mutable.Buffer
val cmd: Buffer[String] = pb.command() // Java到Scala的转换
需要注意的是，不能使用ArrayBuffer——包装起来的对象仅能保证是个Buffer。如果Java方法返回一个包装过的Scala缓冲，那么隐式转换会将原始的对象解包出来。拿本例来说，cmd == command。☆☆
