【Scala】Scala之String

一、前言

  大数据领域的Spark、Kafka、Summingbird等都是由Scala语言编写而成,相比Java而言,Scala更精炼。由于笔者从事大数据相关的工作,所以有必要好好学习Scala语言,之前也学习过,但是没有记录,所以就会忘记,感觉Scala确实比Java方便精炼很多,下面以Scala Cookbook英文版作为参考资料,从头到尾梳理Scala相关知识点,也加深印象。PS:这是在研究Zookeeper源码的间隙中交叉学习,不至于总是看源码太枯燥。

二、String

  在Scala的REPL环境中测试String的类型,可以发现其就是Java中的String。

  所以可以使用Java中String的所有方法,如获取字符串的长度、连接多个字符串。在Scala中,由于String可以被隐式转化成StringOps类型,可将字符串看成一个字符序列,并且可以使用foreach方法遍历字符串的每个字符。

  也可将字符串当成字符序列,使用for循环遍历每个字符

  同理,也可将字符串当前字节序列,使用for循环遍历

  由于字符串可以当成字符顺序集合(字符序列),而在集合上可进行多种操作,如filter

  

  可以看到对字符串进行了过滤,去掉了l字符。filter方法是StringOps的方法,由于String会被隐式的转化为StringOps,因此可以调用此方法。

  对于该隐式转化,是在Perdef对象中定义。 

  @inline implicit def augmentString(x: String): StringOps = new StringOps(x)

  向封闭类中添加方法

  在Java中,String被定义成final的,即无法继承String类或者添加任何方法,但在Scala中,我们可以通过隐式转化添加方法,下面例子展示了Scala的String拥有String的特性和集合的特性。

  其中,drop方法和take方法都是Scala的序列(集合)的方法,而capitalize方法则是StringOps的方法,这种调用都是通过隐式转化完成的。

  2.1 测试String的相等性

  1. 问题描述

  你需要比较两个字符串以判断它们是否相等,或者它们包含相同的字符序列。

  2. 解决方案

  定义了如下字符串s1、s2、s3

  

  使用"=="进行相等性判断

  

  可以看到s1、s2、s3均相等,而对于一个好的"=="方法而言,即便是有参数为空,也不会抛出异常。

  若在比较过程中不区分大小写,则可将字符串转化成大写或小写进行比较。

  

  然而,在对空字符串调用toUpperCase方法会抛出异常。

  

  在Java中,想要比较不区分大小写比较两个字符串是否相等,则使用equalsIgnoreCase方法

  

  3. 讨论

  在Scala中,我们使用==方法来判定对象的相等性,这与Java不同,Java使用equals方法判定两个对象的相等性,== 是比较两个对象是否是同一个对象(内存地址相同)。在Scala中,== 方法在AnyRef(所有引用类型的父类)中定义,其首先会检查空值,然后再调用第一个对象的equals方法进行比较,因此,当比较两个字符串是否相等时,我们不需要检查空值。

  2.2 创建多行字符串

  1. 问题描述

  在Scala源码中想要创建多行字符串。

  2. 解决方案

  在Scala中,你可以使用三个双引号来创建多行字符串。

    val s1 = """This is
        a multiline
        String
      """
    println(s1)

  3. 讨论

  使用上述方法可以创建多行字符串,但是当打印时,其结果如下 

This is
        a multiline
        String

  第二行和第三行是以空格开头,若需要使第二行、第三行的字符串都不以空格开头,则可进行如下处理。

    val s1 =
      """
        |This
        |is a multiline
        |String
      """.stripMargin

    println(s1)

  结果如下

This
is a multiline
String

  即通过|来处理,或者使用其他符号,如#,同时使用stripMargin方法。 

    val s1 = """This is
        #a multiline
        #String
      """.stripMargin(‘#‘)
    println(s1)

  结果如下

This is
a multiline
String

  上述例子中,在第一行is和第二行multiline后面均隐藏了\n字符进行换行,当需要将多行字符串合并为一行时,可以在使用stripMargin方法之后使用replaceAll方法来将所有的\n替换为" "。

  

  另外,在三引号字符串中可以包含特殊字符,而并不需要转义符进行转义。

  2.3 分割字符串

  1. 问题描述

  你需要使用分割字符来分割字符串,如从逗号分隔(CSV)或管道分隔的文件中获取字符串。

  2. 解决方案

  可以使用String的split方法进行分割

  

  split方法会返回String数组。

  3. 讨论

  split函数的参数可以是正则表达式,所以对于CSV文件,你可以使用逗号进行分割字符串。

  

  可以看到,通过","进行分割时,结果中还包含了一些空格,如" milk", " butter", " Coco Puffs",此时,需要使用trim函数来去掉空格。

  

  我们也可以使用正则表达式来分割字符串

  

  split方法是重载的,一部分从Java的String而来,一部分从Scala的StringLike而来,例如,你可以使用字符而非字符串作为参数来调用split,此时,你使用的是StringLike的方法

  

  此时,使用字符和字符串作为参数两者的结果是相同的。

  2.4 将变量替换成字符串

  1. 问题描述

  如同Perl、PHP、Ruby一样,你需要将变量替换成字符串。

  2. 解决方案

  为在Scala中使用字符串插值,字符串前面需要使用字母s,同时需要将变量包含在字符串中,而每个变量名前面是一个$字符。

  

  当在字符串前面使用字母s时,表示正在创建一个已处理的字符串字面量,即可以在字符串中直接使用变量。

  字符串字面量中使用表达式

  除了在字符串中使用变量外,同样也可以在字符串中使用表达式,此时表达式需要放在中括号内。

  

  

  也可以使用中括号打印对象的属性。

  

  s是一个方法

  放在字符串字面量前面的s实际上是一个方法,而使用s方法可以让你享受如下便利

    · Scala提供了其他现成的插值函数

    · 你可自定义字符串插值函数

  f字符串插值(printf格式)

  在讨论中提到,weight被打印成65,但是如果需要在weight后面增加多位小数点应该怎么做,可以使用f字符串插值方法,其可以格式化字符串中的说明符。 

  

  为使用f字符串插值,首先需要在字符串前面添加f,然后在变量后面使用printf格式化说明符。

  粗插值

  除了使用s和f插值方法外,Scala还包括了粗插值方法,其会保留字符串中的特殊字符。

  

  可以看到使用raw修饰字符串时,其会保留字符串中的特殊字符。

  下表列出了最常用的说明符

  

  2.5 一次处理字符串的一个字符

  1. 问题描述

  你需要遍历字符串的每个字符,并且对每个字符做相应的操作。

  2. 解决方案

  可以使用map方法、foreach方法、for循环等方法来遍历字符串。

  

  或者使用下划线的方式

  

  对于字符串的字符序列,你可以使用链式调用来得到想要的结果,在下面的示例中,filter方法用于原始的字符串来生成新的字符串(去掉所有的字符l),然后再调用map方法将新生成的字符串转化为大写。

  

  使用for循环和yield也可以达到map方法的效果

  

  map方法、for和yield方法可以将旧的集合转化为新的集合,而foreach方法则是对集合的每个元素进行操作,不会产生新的结果。

  3. 讨论

  由于Scala将字符串当成是字符序列,而Scala也是面向对象和函数编程语言,在Java中,你可以使用如下方法来遍历字符串中的每个字符  

String s = "hello"
for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
    char c = s.charAt(i);
    System.out.println(c);
}

  理解map方法的工作机制

  在map方法中,你可以传入一大段代码块

  

  上述功能是将字符串的字符由大写变换成小写,由于是调用的String的map方法,因此每次只会处理字符串的一个字符,map会将String当成一个字符顺序集合,map方法有一个隐式循环,在此循环中,每次只会传入一个字符。除了在map方法中直接传入代码块外,也可以先定义好函数,然后再传入map,这样可以保证代码的简洁性。

  

  并且也可以在for循环和yield中使用该方法

  

  除了使用方法方式外,还可以使用函数方式来完成上述的操作

  

  2.6 在字符串中查找模式

  1. 问题描述

  你需要确定字符串是否包含正则表达式模式。

  2. 解决方案

  通过String的.r方法来创建一个Regex对象,之后当查找第一个匹配时,使用findFirstIn方法,而查找所有匹配时,使用findAllIn方法。

  

  对于findAllIn方法而言,可以将结果转化成Array、List、Seq等

  

  3. 讨论

  使用字符串的.r方法是创建Regex对象最简单的方式,另外一种方式是导入Regex类,创建一个Regex实例,之后使用实例的方法

  

  处理findFirstIn返回的结果

  findFirstIn查找第一个匹配并且返回一个Option[String]

  Option/Some/None类型将会在之后的章节进行讨论,可以简单的认为Option是一个容器,它要么持有0或者一个值,对于findFirstIn,成功时会返回Some("123"),不成功时会返回None

  

  返回类型为Option[String]的方法要么返回Some(String),要么返回None

  针对Option类型,想要获取其值,可以使用如下方法

    · getOrElse

    · 使用foreach

    · 使用匹配表达式 

  使用getOrElse方法,你可以尝试获取值,或者失败时定义缺省值

  

  使用foreach方法如下

  

  使用匹配表达式方法如下

  

  2.7 字符串的替换模式

  1. 问题描述

  你需要要在字符串中搜索正则表达式模式,并替换它们。

  2. 解决方案

  由于String是不可变的,所以你不能直接在字符串上进行查找并替换的操作,但是你可以创建包含替换内容的新字符串,可以使用replaceAll方法,要记得将结果赋值

  

  也可创建一个正则表达式,然后调用replaceAllIn方法,同样要记得将结果赋值给新的字符串

  

  也可以调用replaceFirstIn来替换第一个匹配值,同样要记得将结果赋值给新的字符串

  

  2.8 提取模式匹配的字符串部分

  1. 问题描述

  你需要提取字符串的一个或多个匹配正则达表达式的部分。

  2. 解决方案

  首先定义提取的正则表达式模式,然后将它们放置在括号里面形成正则表达式组

  

  上述示例从指定字符串中提取了数字部分和字母部分,并且分别赋值给count和fruit。

  3. 讨论

  上述示例的语法可能有点古怪,似乎是将模式两次定义成val字段,但是这种语法很便捷并且可读性很高,可以试想你在编写一个搜索引擎,你想让人们用各种各样的短语搜索电影,你可以让他们输入任何这些短语来获得电影列表

  

  你可以定义一系列的正则表达式进行匹配,例如 

// match "movies 80301"
val MoviesZipRE = "movies (\\d{5})".r

// match "movies near boulder, co"
val MoviesNearCityStateRE = "movies near ([a-z]+), ([a-z]{2})".r

  之后可以根据用户的输入进行匹配,然后获取搜索结果,伪代码如下 

textUserTyped match {
case MoviesZipRE(zip) => getSearchResults(zip)
case MoviesNearCityStateRE(city, state) => getSearchResults(city, state)
case _ => println("did not match a regex")
}

  上述的正则表达式可以匹配如下字符串

  

  在匹配时,需要考虑所有情况,如case _ 表示不能匹配,如下字符串将无法匹配

  

  2.9 访问字符串的字符

  1. 问题描述

  你想要获取字符串中特定位置的字符。

  2. 解决方案

  可以使用Java的charAt方法

  

  另外,一种更好的方法是数组表示法

  

  3. 讨论

  当map方法和foreach不适用时,可以将String看做Array类型,然后使用数组表示法来访问字符,Scala中的数组表示法不同于Java的数组表示法,因为在Scala中,数组表示法是一个方法调用。

  

  在调用数组表示法时实际上调用的是apply方法,,但是由于Scala语法糖的存在,可以直接使用数组表示法获取指定字符。

  2.10 向String类添加自定义方法

  1. 问题描述

   你想要向字符串类添加自定义方法,如"HAL".increment,而非使用工具类StringUtilities的increment方法。

  2. 解决方案

  可以定义一个隐式类,然后在类中定义你想要添加的方法

  

  在实际的编码中会稍微复杂一点,因为隐式类需要必须要被定义在可以被定义方法的作用域中,这意味着隐式类必须定义在class、object、package object中。 

package com.leesf.utils

object StringUtils {
    implicit class StringImprovements(val s: String) {
        def increment = s.map(c => (c + 1).toChar)
    }
}    

  在使用时,需要导入com.leesf.utils.StringUtils

package foo.bar

import com.leesf.utils.StringUtils._

object Main extends App {
    println("HAL".increment)
}

  还可将隐式类放在包对象中 

package com.leesf

package object utils {
    implicit class StringImprovements(val s: String) {
        def increment = s.map(c => (c + 1).toChar)
    }
}    

  在使用时,需要导入com.leesf.utils  

package foo.bar

import com.leesf.utils._

object MainDriver extends App {
    println("HAL".increment)
}

  针对Scala2.10前的版本,与上述做法有稍许不同,首先需要在普通的类中定义increment方法  

class StringImprovements(val s: String) {
    def increment = s.map(c => (c + 1).toChar)
}

  然后定义隐式方法进行转化  

implicit def stringToString(s: String) = new StringImprovements(s)

  3. 讨论

  在Scala中,你可以通过隐式转化向封闭的类添加新的方法,并且在使用时导入,而不需要继承该类来添加方法(有些final类根本不能继承)。

三、总结

  本篇博文讲解了Scala中的String知识点,其也是在Scala编程中使用频率非常高的知识点,对其进行了梳理,加深了印象,也谢谢各位园友的观看~ 

时间: 01-14

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