本章要點
- 所有集合都擴展自Iterable特質(zhì)
- 集合有三大類：序列、集柴底、映射
- 對于幾乎所有集合類笼踩，Scala都同時提供了可變的和不可變的版本
- Scala列表要么是空的，要么擁有一頭一尾绑蔫，其中尾部本身又是一個列表
- 集是無先后次序的集合
- 用LinkedhashSet 來保留插入順序，或者用SortedSet來按順序進行迭代
- ‘+’ 將元素添加到無先后次序的集合中泵额； +: 和 :+ 向前或向后追加到序列配深； ++將兩個集合串接在一起； -和--移除元素
- Iterable和Seq特質(zhì)有數(shù)十個用于常見操作的方法
- 映射嫁盲、折疊和拉鏈操作是很有用的技巧篓叶，用來將函數(shù)或操作應(yīng)用到集合中的元素
主要的集合特質(zhì)
Scala集合繼承層級中的關(guān)鍵特質(zhì)：
Iterable值的是那些能申城用來訪問集合中所有元素的Iterator的集合，類似于C++的迭代器羞秤。
val coll = ... //某種Iterable
val iter = coll.iterator
while (iter.hasNext) {
對iter.next() 執(zhí)行某種操作
}
Seq是一個有先后次序的值的序列缸托，例如數(shù)字或列表。IndexedSeq允許我們通過使用下標的方式快速訪問元素瘾蛋。
Set是一組沒有先后次序的值的集合俐镐。在SortedSet中，元素是排序的瘦黑。
Map是一組(key, value)對偶京革。 SortedMap按照鍵的排序的。
每個Scala集合特質(zhì)或類都有一個帶有apply方法的伴生對象幸斥，這個apply方法可以用來構(gòu)建該集合的實例匹摇，而不用使用new，這樣的設(shè)計叫做"統(tǒng)一創(chuàng)建原則"甲葬。
可變和不可變集合
Scala同時支持可變和不可變的集合廊勃。Scala優(yōu)先采用不可變集合，因此你可以安全的共享其引用经窖。任何對不可變集合的修改操作都返回的是一個新的不可變集合坡垫，它們共享大部分元素。
def digits(n: Int): Set[Int] = {
if (n < 0) digits(-n)
else if (n < 10) Set(n)
else digits(n / 10) + (n % 10)
}
這個例子利用遞歸不斷的產(chǎn)生新的集合画侣，但是要注意遞歸的深度冰悠。
序列
最重要的不可變序列：
Vector是ArrayBuffer的不可變版本，和C++的Vector一樣配乱，可以通過下標快速的隨機訪問溉卓。而Scala的Vector是以樹形結(jié)構(gòu)的形式實現(xiàn)的皮迟，每個節(jié)點可以有不超過32個子節(jié)點。這樣對于有100萬的元素的向量而言桑寨，只需要4層節(jié)點。
Range表示一個整數(shù)序列尉尾，例如0,1,2,3,4,5 或 10,20,30 . Rang對象并不存儲所有值而只是起始值、結(jié)束值和增值辨图。
最有用可變序列：
列表
在Scala中，列表要么是Nil（空列表）芭碍，要么是一個head元素加上一個tail，而tail又是一個列表窖壕。例如：
val digits = List(4,2)
digits.head // 4
digits.tail // List(2)
digits.tail.head // 2
digits.tail.tail // Nil
:: 操作符從給定的頭和尾創(chuàng)建列表：
9 :: List(4, 2) // List(9,4,2)
// 等同于
9 :: 4 :: 2 :: Nil // 這里是又結(jié)合的
遍歷鏈表：可以使用迭代器杉女、遞歸或者模式匹配
def sum(lst: List[Int]): Int = {
if (lst == Nil) 0 else lst.head + sum(lst.tail)
}
def sum(lst: List[Int]): Int = lst match {
case Nil => 0
case h :: t => h + sum(t)
}
可變列表
可變的LinkedList既可以修改頭部(對elem引用賦值)瞻讽，也可以修改尾部（對next引用賦值）：
val lst = scala.collection.mutable.LinkedList(1, -2, 7, -9)
// 修改值
var cur = lst
while (cur != Nil) {
if (cur.elem < 0) cur.elem = 0
cur = cur.next
}
// 去除每兩個中的一個
var cur = lst
while (cur != Nil && cur.next != Nil) {
cur.next = cur.next.next
cur = cur.next
}
**注意： **如果你想要將列表中的某個節(jié)點變成列表的最后一個節(jié)點，你不能夠?qū)ext引用設(shè)為Nil熏挎，而應(yīng)該將next引用設(shè)為LinkedList.empty坎拐。也不要設(shè)為null，不然在遍歷該鏈表時會遇到空指針錯誤都伪。
集
集是不重復(fù)的元素的集合积担，與C++中的set相同。集并不保留元素插入的順序帝璧，默認情況下的烁，集以哈希集實現(xiàn)。
而鏈式哈希集可以記住元素插入的順序铃芦，它會維護一個鏈表來達到這個目的。
val weekdays = scala.collection.mutable.LinkedHashSet("Mo", "Tu", "We", "Th", "Fr")
對于SortedSet已排序的集使用紅黑樹實現(xiàn)的漓穿。Scala沒有可變的已排序的集注盈，前面已經(jīng)講過。
集的一些常見操作：
val digits = Set(1,7,2,9)
digits contains 0 // false
Set(1, 2) subsetOf digits // true
val primes = Set(2,3,5,7)
digits union primes // Set(1,2,3,5,7,9)
// 等同于
digits | primes // 或 digits ++ primes
digits intersect primes // Set(2僚饭， 7)
// 等同于
digits & primes
digits diff primes // Set(1, 9)
// 等同于
digits -- primes
用于添加或去除元素的操作符
一般而言胧砰， + 用于將元素添加到無先后次序的集合尉间，而+: 和 ：+ 則是將元素添加到有先后次序的集合的開頭或是結(jié)尾。
Vector(1,2,3) :+ 5 // Vector(1,2,3,5)
1 +: Vector(1,2,3) // Vector(1,1,2,3)
常用方法
Iterable特質(zhì)最重要的方法：
Seq特質(zhì)在Iterable特質(zhì)的基礎(chǔ)上又增加的一些方法：
將函數(shù)映射到集合
map方法可以將某個函數(shù)應(yīng)用到集合的每一個元素并產(chǎn)出其結(jié)果的集合。例如：
val names = List("Peter", "Paul", "Mary")
names.map(_.toUpperCase) // List("PETER", "PAUL", "MARY")
// 等同于
for (n <- names) yield n.toUpperCase
如果函數(shù)產(chǎn)出一個集合而不是單個值得話画切，則使用flatMap將所有的值串接在一起囱怕。例如：
def ulcase(s: String) = Vector(s.toUpperCase(), s.toLowerCase())
names.map(ulcase) // List(Vector("PETER", "peter"), Vector("PAUL", "paul"), Vector("MARY", "mary"))
names.flatmap(ulcase) // List("PETER", "peter", "PAUL", "paul", "MARY", "mary")
collect方法用于偏函數(shù)---并沒有對所有可能的輸入值進行定義的函數(shù)娃弓。例如：
"-3+4".collect {case '+' => 1; case '-' => -1} // Vector(-1,1)
"-3+4".collect {case '-' => -1} // Vector(-1)
"-3+4".collect {case '+' => 1} // Vector(1)
"-3+4".collect {case '*' => 1} // Vector()
foreach方法將函數(shù)應(yīng)用到各個元素但不關(guān)心函數(shù)的返回值。
names.foreach(println)
化簡钝计、折疊和掃描
reduceLeft齐佳、reduceRight、foldLeft本鸣、foldRight硅蹦、scanLeft闷煤、scanRight方法將會用二元函數(shù)來組合集合中的元素：
List(1,7,2,9).reduceLeft(_ - _) // ((1 - 7) - 2) - 9
List(1,7,2,9).reduceRight(_ - _) // 1 - (7 - (2 - 9))
List(1,7,2,9).foldLeft(0)(_ - _) // 0 - 1 -7 - 2 - 9
List(1,7,2,9).foldRight(0)(_ - _) // 1 - (7 - (2 - (9 - 0)))
(1 to 10).scanLeft(0)(_ + _) // Vector(0, 1, 3, 6, 10, 15, 21, 28, 36, 45, 55)
拉鏈操作
前面的章節(jié)已經(jīng)講過拉鏈操作鲤拿。除了zip方法外署咽，還有zipAll和zipWithIndex方法
List(5.0, 20,0, 9.7, 3.1, 4.3).zipAll(List(10, 2), 0.0, 1) // List((5.0, 10), (20.0, 2), (9.7, 1), (3.1, 1), (4.3, 1))
"Scala".zipWithIndex // Vector(('S', 0), ('c', 1), ('a', 2), ('l', 3), ('a', 4) )
迭代器
迭代器的好處就是你不用將開銷很大的集合全部讀進內(nèi)存宁否。例如讀取文件操作，Source.fromFile產(chǎn)出一個迭代器饱须，使用hasNext和next方法來遍歷：
while (iter.hasNext)
對 iter.next() 執(zhí)行某種操作
這里要注意迭代器多指向的位置台谊。在調(diào)用了map、filter督怜、count、sum丰歌、length等方法后屉凯，迭代器將位于集合的尾端，你不能再繼續(xù)使用它晓勇。而對于其他方法而言灌旧，比如find或take，迭代器位于已經(jīng)找到元素或已取得元素之后描融。
流
流是一個尾部被懶計算的不可變列表-----也就是說衡蚂，只有當(dāng)你需要時它才會被計算。
def numsFrom(n: BigInt): Stream[BigInt] = n #:: numsFrom(n + 1)
val tenOrMore = numsFrom(10) // 得到一個 Stream(10, ?) 流對象年叮，尾部未被求值
temOrMore.tail.tail.tail // Stream(13, ?)
流的方法是懶執(zhí)行的只损。例如:
val squares = numsFrom(1).map(x => x * x) // 產(chǎn)出 Stream(1, ?)
// 需要調(diào)用squares.tail來強制對下一個元素求值
squares.tail // Stream(4, ?)
// 使用take和force強制求指定數(shù)量的值
squares.take(5).force // Stream(1,4,9,16,25)
**注意： ** 不要直接使用 squares.force， 這樣將會是一個無窮的流的所有成員求值啸蜜， 引發(fā)OutOfMemoryError 辈挂。
懶視圖
應(yīng)用view方法也可以實現(xiàn)懶執(zhí)行，該方法產(chǎn)出一個其方法總是被懶執(zhí)行的集合蜂林。例如：
val powers = (0 until 1000).view.map(pow(10, _))
powers(100) //pow(10, 100)被計算噪叙，其他值的冪沒有被計算
和流不同霉翔，view連第一個元素都不求值，除非你主動計算子眶。view不緩存任何值序芦，每次調(diào)用都要重新計算。
懶集合對于處理以多種方式進行變換的大型集合很有好處渴杆，因為它避免了構(gòu)建出大型中間集合的需要宪塔。例如：
(0 to 1000).map(pow(10, _)).map(1 / _) // 1
(0 to 1000).view.map(pow(10, _)).map(1 / _).force // 2
第一個式子 會產(chǎn)出兩個集合蝌麸，第一個集合的每一個元素是pow(10, n)，第二個集合是第一個集合中每個集合中的元素取倒數(shù)敢辩。 而第二個表達式使用了視圖view，當(dāng)動作被強制執(zhí)行時盗冷，對每個元素同廉，這兩個操作是同時執(zhí)行的，不需要額外構(gòu)建中間集合锅劝。
與Java集合的互操作
線程安全的集合
Scala類庫提供了六個特質(zhì)故爵，你可以將它們混入集合隅津，讓集合的操作變成同步：
SynchronizedBuffer
SynchronizedMap
SynchronizedPriorityQueue
SynchronizedQueue
SynchronizedSet
SynchronizedStack
例如：
val scores = new scala.collection.mutable.HashMap[String, Int] with scala.collection.mutable.SynchronizedMap[String, Int]
當(dāng)然伦仍，還有更高效的集合，例如ConcurrentHashMap或ConcurrentSkipListMap隧枫，比簡單的用同步方式執(zhí)行所有的方法更為有效谓苟。
并行集合
集合的par方法產(chǎn)出當(dāng)前集合的一個并行實現(xiàn)，例如sum求和，多個線程可以并發(fā)的計算不同區(qū)塊的和纱皆，在最后這部分結(jié)果被匯總到一起芭商。
coll.par.sum
你可以通過對要遍歷的集合應(yīng)用par并行for循環(huán)
for(i <- (0 until 100).par) print(i + " ")
而在 for/yield循環(huán)中铛楣，結(jié)果是依次組裝的：
for(i <- (0 until 100).par) yield i + " "
這里要注意變量是共享變量簸州，還是循環(huán)內(nèi)的局部變量:
var count = 0
for (c <- coll.par) {if (c % 2 == 0) count += 1} // error
**注意： **par方法返回的并行集合的類型為擴展自ParSeq歧譬、ParSet或ParMap特質(zhì)的類型搏存，所有這些特質(zhì)都是ParIterable的子類型璧眠。這些并不是Iterable的子類型，因此你不能將并行集合傳遞給預(yù)期Iterable袁滥、Seq灾螃、Set、Map方法藐握。你可以用ser方法將并行集合轉(zhuǎn)換回串行集合垃喊，也可以實現(xiàn)接受通用的GenIterable本谜、GenSeq、GenSeq溜在、GenMap類型的參數(shù)的方法他托。
**說明： **并不是所有的方法都可以被并行化。例如reduceLeft志笼、reduceRight要求每個操作符按照順序先后被應(yīng)用把篓。
