一、前言

　　前面学习了Scala的Numbers，接着学习Scala的Control Structures(控制结构)。

二、Control Structures

　　Scala中的控制结构与Java中的颇为类似，但也有所不同，例如，if/then/else控制结构与Java的类似，但是其可以返回值，虽然Java中有三元运算符的特殊语法，但是在Scala中使用if就可以达到同样的效果。　

val x = if (a) y else z

　同样，Scala的try/catch/finally 结构与Java的也类似，但是Scala在catch中时使用的模式匹配。

　　当使用for循环时，情况会变得更有趣，for循环的基本用法在Scala和Java中都相同，但是在Scala可以添加守卫。例如，可以使用两个for循环来读取文件中的每一行，并且对每一行的每个字符进行操作。　　

for (line <- source.getLines) {
    for {
        char <- line
        if char.isLetter
    } // char algorithm here ...
}

　　在Scala中，还可以使用更精炼的语句实现上述功能　

for {
    line <- source.getLines
    char <- line
    if char.isLetter
} // char algorithm here ...

　在Scala中，使用for循环可以让你能够很轻易的将一个集合转化成另外一个集合

　　在最基础的使用中，Scala的match表达式与Java的Switch语句类似，你可以匹配任何对象，并且从对象中解析信息。

2.1 for和foreach循环

　　1. 问题描述

　　你需要遍历集合的元素，或者操作集合中的元素，或者在已有集合上创建新的集合

　　2. 解决方案

　　有很多方式可以遍历集合，如for、while循环，还有集合的foreach、map、flatMap方法等，首先看看for循环

　　当你的算法有多行时，也可以使用for循环，如下所示

　　上述示例中仅仅只是遍历了集合中的元素，并且没有返回值，如新的Array，当你想要从已有集合中创建新的集合时，可以使用for/yield

　　for/yield结构返回了一个新的Array。

　　当在for循环中需要访问计数器时，可以使用如下方法

　　Scala集合也提供了zipWithIndex方法来创建循环计数器

　　下面示例展示了如何通过Range来执行循环三次

　　如下示例展示了如何使用守卫(在for循环中使用if语句)

　　可以使用如下精炼方式遍历Map的键集合和值集合

　　3. 讨论

　　当你在集合上使用for/yield时，会得到一个新的集合，而仅仅使用for时，则不会产生新的集合，仅仅只是利用for的副作用对集合元素进行操作。for循环可能不是遍历集合最好的方式，使用foreach、map、flatMap、collect、reduce等方法可能会更高效的解决问题。

　　你可以调用foreach方法来遍历每个集合元素

　　可以使用匿名函数对元素进行操作

　　for循环如何被翻译

　　　　· for循环会被编译器翻译成foreach方法

　　　　· 有守卫的for循环会被翻译成withFilter方法(在foreach之后)

　　　　· 有yield的for循环会被翻译成map方法

　　　　· 有yield和守卫的for循环会被翻译成withFilter(在map之后)

　　为了验证for循环的翻译过程，新建Main.scala文件，源代码如

class Main {
    for (i <- 1 to 10) println(i)
}

　使用scalac -Xprint:parse Main.scala命令进行编译

　　可以看到for循环被翻译成了foreach方法

　　其他的带守卫、yield的for循环也可以采用上述方法进行查看，不再累赘

2.2 使用多计数器的for循环

　　1. 问题描述

　　你想要创建拥有多个计数器的循环，如当遍历一个多维数组

　　2. 解决方案

　　你可以使用如下方法创建多个计数器

　　一种更好的方式是使用中括号

　　同理，也可以使用三个计数器

　　当遍历多位数组时，该方法很有效

　　3. 讨论

　　在循环中，使用<-符号生成Range被称为生成器，可以在一个循环中使用多个生成器

2.3 使用内嵌语句的for循环

　　1. 问题描述

　　你想要在for循环中添加一个或多个条件子句，通常在筛选集合中的某些元素

　　2. 解决方案

　　可以在生成器后面添加if语句

　　或者使用中括号

　　上述的if语句被称为过滤器或守卫，下面示例添加了多个守卫

　　3. 讨论

　　在for循环中使用守卫可以是代码精炼并且提高可读性，当然也可以使用传统的方法

2.4 创建for/yield组合

　　1. 问题描述

　　你想要通过对原始集合中的每个元素应用某种算法（一个或多个守卫）来从现有集合创建新的集合

　　2. 解决方案

　　使用yield和算法来从现有集合生成新的集合

　　如果算法有多行，可以采用如下形式

　　通常情况下，使用yield新生的集合的类型和原始集合的类型相同，如原始集合时ArrayBuffer类型，则新生的集合也是ArrayBuffer类型

　　3. 讨论

　　当在for循环中使用yield时，可以将其看做如下

　　　　· 开始运行时，for/yield会新建一个空的集合，类型和原始集合类型相同

　　　　· 在for循环的每次迭代中，从输入集合的当前元素创建新的输出元素，放置在新的集合中

　　　　· 当for循环结束时，返回新的集合中的所有内容

　　没有守卫的for/yield语句就相当于调用集合的map方法

2.5 实现break和continue

　　1. 问题描述

　　你需要使用break和continue，但是在Scala中并没有break和continue关键字

　　2. 解决方案

　　scala.util.control.Breaks提供了break功能　

package com.hust.grid.leesf.breakcontinue
/**
  * Created by LEESF on 2017/1/18.
  */
import util.control.Breaks._
object BreakAndContinueDemo extends App{
  println("\n=== BREAK EXAMPLE ===")
  breakable {
    for (i <- 1 to 10) {
      println(i)
      if (i > 4) break // break out of the for loop
    }
  }
  println("\n=== CONTINUE EXAMPLE ===")
  val searchMe = "peter piper picked a peck of pickled peppers"
  var numPs = 0
  for (i <- 0 until searchMe.length) {
    breakable {
      if (searchMe.charAt(i) != 'p') {
        break // break out of the 'breakable', continue the outside loop
      } else {
        numPs += 1
      }
    }
  }
  println("Found " + numPs + " p's in the string.")
}

结果　

=== BREAK EXAMPLE ===
1
2
3
4
5
=== CONTINUE EXAMPLE ===
Found 9 p's in the string.

值得注意的是break和breakable都不是Scala的关键字，它们是scala.util.control.Breaks包下的方法

private val breakException = new BreakControl
def break(): Nothing = { throw breakException }
def breakable(op: => Unit) {
    try {
        op
    } catch {
        case ex: BreakControl =>
        if (ex ne breakException) throw ex
    }
}

可以看到在调用break方法时，会抛出一个异常，此时breakable会捕捉到此异常，利用这种方式实现了break和continue的功能

　　3. 讨论

　　如果你不喜欢使用break和continue时，可以使用如下方法，如可以使用带有守卫的for循环　

var barrelIsFull = false
for (monkey <- monkeyCollection if !barrelIsFull) {
    addMonkeyToBarrel(monkey)
    barrelIsFull = checkIfBarrelIsFull
}

　或者使用return直接返回　　

def sumToMax(arr: Array[Int], limit: Int): Int = {
    var sum = 0
    for (i <- arr) {
        sum += i
        if (sum > limit) return limit
    }
    sum
}
val a = Array.range(0,10)
println(sumToMax(a, 10))

2.6 使用类似三元运算符的if表达式

　　1. 问题描述

　　你需要使用if表达式来像三元运算符那样简洁的解决问题

　　2. 解决方案

　　在Scala中没有三元运算法，但是可以使用if/else表达式

　　3. 讨论

　　在Java中可以使用?:三元运算符，在Scala可以使用if/else表达式

2.7 使用类似switch语句的match表达式

　　1. 问题描述

　　你想要创建向Java那样简单的switch语句，如星期几，哪一月

　　2. 解决方案

　　使用Scala的match表达式　

// i is an integer
i match {
    case 1 => println("January")
    case 2 => println("February")
    case 3 => println("March")
    case 4 => println("April")
    case 5 => println("May")
    case 6 => println("June")
    case 7 => println("July")
    case 8 => println("August")
    case 9 => println("September")
    case 10 => println("October")
    case 11 => println("November")
    case 12 => println("December")
    // catch the default with a variable so you can print it
    case whoa => println("Unexpected case: " + whoa.toString)
}

　还可以直接利用match表达式的返回值　

val month = i match {
    case 1 => "January"
    case 2 => "February"
    case 3 => "March"
    case 4 => "April"
    case 5 => "May"
    case 6 => "June"
    case 7 => "July"
    case 8 => "August"
    case 9 => "September"
    case 10 => "October"
    case 11 => "November"
    case 12 => "December"
    case _ => "Invalid month" // the default, catch-all
}

当写match表达式时，推荐使用@switch注解，当switch不能编译成一个tableswitch或lookupswitch，该注解会提供编译时警告，将switch编译成tableswitch或lookupswitch会有更高的性能，因为结果是在分支表而不是一个决策树里，当给表达式赋值时，它可以直接跳转到结果，而不是遍历决策树　

import scala.annotation.switch
class SwitchDemo {
    val i = 1
    val x = (i: @switch) match {
        case 1 => "One"
        case 2 => "Two"
        case _ => "Other"
    }
}

先使用scalac SwitchDemo命令进行编译，然后使用javap SwitchDemo命令反编译

可以看到生成了tableswitch表，当修改代码如下时　

import scala.annotation.switch
class SwitchDemo {
    val i = 1
    val Two = 2 // added
    val x = (i: @switch) match {
        case 1 => "One"
        case Two => "Two" // replaced the '2'
        case _ => "Other"
    }
}

　同样使用scalac SwitchDemo命令进行编译

　　这表明match表达式无法生成tableswitch或lookupswitch，当使用javap命令反汇编时，也找不到tableswitch

　　3. 讨论

　　match表达式非常灵活，可以匹配不同的类型　　

def getClassAsString(x: Any): String = x match {
    case s: String => s + " is a String"
    case i: Int => "Int"
    case f: Float => "Float"
    case l: List[_] => "List"
    case p: Person => "Person"
    case _ => "Unknown"
}

　　可以使用case _通配符来匹配之前的所有case无法匹配的情况，或者使用case default进行赋值

case default => println(default)

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