Scala 03 - další kroky

7.9.2009 00:12 | Přečteno: 3608× | | poslední úprava: 7.9.2009 10:30

Další ze série článků o jazyce Scala. Tento článek je překladem volně přístupné ukázky z knihy Programming in Scala od Martina Oderského. Minulý článek skončil u definice metod.

Krok 5: Píšeme Scala skripty

Přestože je Scala navržená pro psaní velkých propramů, je velmi dobře použitelná pro psaní skriptů (jednoduchá sekvence příkazů). Pokud máte Scalu již nainstalovanou, spustit skript je jednoduché:

  //toto ulozte do ahoj.scala
  println("Ahoj svete")

Pak tento soubor lze spustit:

 > scala ahoj.scala
 Ahoj svete

Parametry programu (command line arguments) jsou ve Scala skriptu uložené v array(pole) args. Ve Scale jsou arraye číslované od nuly, stejně jako v Javě, ale položky jsou přistupovány přes kulaté závorky(hranaté v Javě). První parametr programu je tedy arg(0). Příklad:

  //pozdrav podle prvniho parametru, opet ulozte do ahoj.scala
  println("Nazdar "+args(0)+"!")

a spusťte:

  >scala ahoj.scala Pepo
  Ahoj Pepo!

V tomto případě 'Pepo' je parametr, který je předán skriptu a vytištěn na obrazovku.

Tento skript také obsahuje komentář, Scala stejně jako Java ignoruje vše za //. Toto lze použít na krátké poznámky vysvětlující chod programu. Mimochodem, pokud pracujete na Unixu, Linuxu nebo MacOS můžete spouštět *.scala soubory jako shell skriptu. Toho lze dosáhnout jednoduchým trikem se shellem:

  #!/bin/sh
  exec scala $0 $@
  !#
  // nazdar
  println("Nazdar " + args(0) + "!")

První dva řádky spouštějí vlastní skript a musí být na začátku souboru. Soubor také musí mít nastavený executable bit aby byl spustitelný:

  >chmod +x ahoj.scala
  >./ahoj.scala Pepo
  Nazdar Pepo! 

Krok 6: Cykly s while, a if podmínky.

Cykly ve Scale se dost liší od Javy a C like jazyků, ale to bude vysvětleno až v dalších kapitolách. Jednoduchý while cyklus funguje ve Scale podobně jako v Javě:

  var i = 0
  while (i < args.length) {
    println(args(i))
    i += 1
  }

Tento skript začíná definicí promněné: var i = 0. Typová inference (odvozování) proměnné automaticky přiřadí typ scala.Int. While konstrukce na další řádce opakuje cyklus dokud platí podmínka, v tomto případě zda je promněnná i menší než počet programových parametrů (i < args.length). V cyklu je blok (část kódu mezi {} závorkami) opakovan dokud platí podmínka. První část bloku vypíše aktuální programový parametr, druhá část bloku inkrementuje proměnou i.

A po spuštění tohoto skriptu:

  >scala test.scala Ahoj, tady Pepa z Depa
  Ahoj,
  tady 
  Pepa
  z 
  Depa

Pokud nemáte rádi Pepu, je možné ho nahradit za někoho upřímnějšího

  var i = 0
  while (i < args.length) {
    if(args(i)=="Pepa") println("Standa")
    else println(args(i))
    i += 1
  }

A výsledek:

  >scala test.scala Ahoj, tady Pepa z Depa
  Ahoj,
  tady 
  Standa
  z 
  Depa

Ve Scale stejně jako v Javě musí být podmínky v kulatých závorkách. Dále pokud blok v if nebo while má více než jeden výraz, musí být uzavřen v kudrnatých závorkách. Drobný rozdíl je že if se doporučuje psát na jedné řádce.

Další rozdíl je že ve Scale je možné metody, které nemají parametry, volat bez závorek. println() je stejné jako println. Obecné doporučení je psát u všech metod závorky, pouze gettery psát bez závorek.

Jedním z přínosů Scaly je že má stručnost skriptovacích jazyků(Ruby nebo Pythom), ale zároveň má statické typování ukecanějších jazyků jako Java nebo C++. Stručnost Scaly pochází z typového odvozování, ale také z funkcionálního stylu.

Krok 7. Funkcionální foreach a for.

Možná o tom nevíte, ale předchozí příklady byly v imperativní stylu programování. Tento styl obsahuje podmínky, cykly a všechny ty věci co obvykle používané v Javě, C++ a C. Scala umožňuje také funkcionálnější programování. Vlastně jeden z cílů Scaly je umožnit plynulý přechod z imperativního do funkcionálního programování.

Jednou z charakteristik funkcionálního programování je že funkce lze přiřadit jako proměnné a toto je 100% pravda ve Scale. Například trochu lepší cesta jak vypsat programové parametry je tato:

  args.foreach(arg => println(arg))

V tomto případě voláme foreach metodu na proměnné args. Foreach metodě je předána annonymní funkce (nemá vlastní jméno, stejné jako anonymní třída v Javě), která bere jeden parametr s názvem arg. Kód uvnitř anonymní funkce pak vytiskne proměnnou arg.

Předchozí kód může vypadat jako closures z dynamických jazyků. Ve skutečnosti je ale plně strongly typed a odpovídá spíše anonymní třídě v Javě (na úrovni bytecode je to anonymní třída). Typové odvozování zde funguje skvěle, takže dost ušetří psaní. Bez něj by bylo nutné definovat typ proměnné arg:

  args.foreach((arg: String) => println(arg))

Je ještě třetí možnost jak tento kód zapsat. Ve Scale funguje něco jako odvozování argumentů. Pokud anonymní funkce volá pouze metodu s jedním argumentem, jsou argumenty funkce doplněny aby odpovídaly argumentům metody. Je možné tedy tedy napsat:

  args.foreach(println)

Pro shrnutí: syntaxe anonymní metody je seznam parametrů v závorkách, následovaný šipkou (rovnítko a větší) a tělem funkce. Viz graf:

Možná se ptáte jestli Scala má for cyklus stejně jako Java a ostatní imperativní jazyky. Krátká odpověď je že ne, dlouhá je že má funkcionální for, bez break continue apod. Plně to bude vysvětleno v dalších kapitolách. For cyklus v různých jazycích:

  //Scala
  for (arg <- args)
    println(arg)
  //Java
  for (String arg : args) {     // Remember, this is Java, not Scala
    System.out.println(arg);
  } 
  //ruby 
  for arg in ARGV   # Remember, this is Ruby, not Scala
    puts arg
  end

Krok 8: Pole, definice typu a speciální funkce.

Kromě toho že je funkcionalní, Scala je také objektově orientovaná. je tedy možné definovat abstraktní třídy jako typy a konkrétní objekty jako proměnné. Tento kód například vytvoří a vytiskne String.

  val s = new String("Nazdar Pepo!")
  println(s)

V tomto případě je nový String vytvořen s parametrem "Nazdar Pepo!", který určuje jeho hodnotu. Při parametrizaci lze ale zajít ještě dál, například při vytváření arraye lze kromě počátečních hodnot definovat co array bude obsahovat. Tedy parametrizovat typ arraye.

  val nazdar = new Array[String](3)
  nazdar(0) = "Nazdar"
  nazdar(1) = ", "
  nazdar(2) = "Pepo!"
  for (i <- 0 to 2)
    print(nazdar(i))

V tomto případě vytváříme array, který bere dva parametry. První je typový a určuje co Array bude obsahovat [String], druhý pak určuje počáteční délku. Ve Scale je všechno co se týče typů ve hranatých závorkách [].

Konstrukce nazdar(0) = "Nazdar" může vypadat trochu divně. Jedná se o speciální případ, ne ve třídě Array, ale mnohem obecnější. Pokud je instance proměnné volána bez funkce, pouze se závorkami a argumenty, Scala to přetransformuje na volání metody apply. Pokud je navíc této funkci přiřazená hodnota, je volána metoda update.

Další speciální případ je for (i <- 0 to 2). V tomto případě je definován cyklus s iterací od 0 do 2. Scala má třídu pro intervaly, ale nemá operátor 'to' pro jejich definici. Scala vlastně nemá operátory vůbec. 'to' je metoda na třídě int, která bere druhé číslo a vrací interval mezi těmito čísly. for (i <- 0 to 2) je pak přeložen jako for (i <- 0.to(2)).

Scala nemá ani klasické aritmetické operátory jako +, -, *, nebo /. Vše je založeno na volání příslušných metod (s optimalizacemi překladače, na úrovni bytecode jsou čísla počítány stejně). Scala je velmi liberální v názvu metod, takže + je ve skutečnosti metoda ve třídě int. 1.+(2) je legální kód.

Předchozí kód je pak ve skutečnosti přeložen jako:

  val nazdar = new Array[String](3)
  nazdar.update(0, "Nazdar")
  nazdar.update(1, ", ")
  nazdar.update(2, "Pepo!")
  for (i <- 0.to(2))
    print(nazdar.apply(i))

       

Komentáře

[Fluttershy, yay!]

Možná o tom nevíte, ale předchozí příklady imperativní styl programování.

Já nevědět, co to znamenat mít.

[Trained.Monkey]

Opraveno

[vlastikroot]

Ten obrazek je sice pekne pruhlednej, ale ja tu na tmavem pozadi nevidim zhola nic. Nebylo by pristupnejsi udelat obrazek spis s pozadim defaultni barvy pozadi na abc (bez pruhlednosti)?

[petr_p]

svg:currentColor :D

[Jirka P]

Sice to může vypadat jako hnidopišství, ale to není metoda scala.Int

[xsubway]

Díky, ale stále mi chyběl příklad, jak použít scalu jako script a jak se vlastně předávají parametry. Takže například takto:

#!/bin/sh
exec scala -savecompiled "$0" "$@"
!#

object Parser {

  def main(args: Array[String]) {

    for (s <- args) {
        println("> " + s);
    }

  }

}

Parser.main(args.toArray)

 

[petr_p]

Jak je takové skriptování rychlé, když to startuje JVM?

[xsubway]

... při prvním spuštění to není nic moc, ale díky přepínači -savecompiled se někde vytvoří soubor .class a příští spuštění je již "rychlé". Samozřejmě, že na jednoduché scripty bude možná rychlejší scriptování třeba i bashi, ale pokud script dělá složité operace, tak už překlad do bytecode bude znát. Subjektivně: mě to přijde dostatečně rychlé.

Na tomto způsobu je hlavně fajn, že je vše v jednom spustitelném souboru, a uživatel třeba ani neví, že se uvnitř spouští scala/java.

ps: porovnání rychlosti java/scala/groovy v jednom umělém příkladu (zde se porovnává běh nikoliv pouze start)

[xsubway]

příklad prvního a druhého (dalšího) spuštění scriptu

$ time ./4.scala 

real 0m1.766s

user 0m0.252s

sys 0m0.040s

 

$ time ./4.scala 




real 0m0.271s

user 0m0.196s

sys 0m0.036s

 

[jirazy]

Proč ten script psát tak složitě? Takhle to jde přímo, bez triků:

#!/opt/scala/bin/scala -savecompiled
!#
args.foreach(println)

[Tonda B.]

Btw na http://programming-scala.labs.oreilly.com/ byla uvolnena k prohlizeni kniha "Programming Scala". Krom toho mame v planu rozjet Scala wiki v cestine na zaklade teto: http://naildrivin5.com/scalatour . Kdyby se chtel nekdo pridat, necht mi napise na hacxcz zavinac gmail tecka com. Jinak jsem pro podporu ceske Scala komunity zalozil IRC kanal #scala-cz (irc.freenode.net) - jste vitani .