Ruby高手點評Scala編程語言十大絕招
譯文【51CTO精選譯文】幾個月前，我開始使用 Scala。我用過的編程語言還有 Pascal、C、C++、Java、PHP、Ruby 和 Groovy，但是，與所有那些我用過的語言相比，我發覺 Scala 是一門與眾不同的語言。我是在看到 Twitter 上關于 Ruby 和 Scala 討論之后，才開始我的 Scala 編程之旅的。現在，使用 Scala 編程已經幾個月了，關于 Scala 我有兩點想法，雖然類似的想法已廣為人知，但我仍很想與你們分享：
51CTO編輯推薦：Scala編程語言專題
◆Scala 的確很棒。
◆我的確認為計算機學院應該開一門 Scala 的語言課程。
在這篇文章中，我會講述為什么我會有這樣的想法，在此之前，有幾點我想要先聲明一下：
本文無意對編程語言進行評比，我要講述的主體是為什么你應該學習 Scala。51CTO之前曾發布過一篇 Java 程序員為何要學習Scala的文章，可能也會對你有所幫助。
目前 Scala 有兩個實現方式，一種是在 JVM（Java 虛擬機）上運行，另一種是在 CLR（Common Language Runtime 的縮寫，即公共語言運行庫）上運行。不過，JVM 的實現方式更為成熟。如果你想要使用 .Net framework 框架，我認為最好還是聽從 Lift framework 框架創始人大衛·波拉克（David Pollack）的建議：使用 F#。但在這篇文章中，我將只關注 JVM 這種實現方式。
我是一個 Ruby 程序員，并且我會繼續喜歡 Ruby，因為它是我見到過的最棒的動態語言。但我也喜歡 Scala，因為在其他工作領域，它提供的某些功能非常強大。
現在，讓我們來仔細分析一下，是哪些原因讓我選擇 Scala 作為我的下一個編程語言：
強大的編程語言
Scala 是一門非常強大的語言，它允許用戶使用命令和函數范式進行編寫代碼，因此，編程時你可以使用常用的命令式語句，就像我們使用 C、Java、PHP 以及很多其他語言一樣，而且，你也可以使用類似 Lisp 語言中函數式語句，還有，你可以混合使用這兩種風格的語句，就像 Ruby 或 Groovy。
不過，當我們談論的函數范式時，與 Ruby 和 Groovy 有一點不同的地方，那就是 Scala 幾乎支持函數語言中所有已知的功能，比如，模式匹配（Pattern matching）、延遲初始化（Lazy initialization）、偏函數（Partial Function）、不變性（Immutability），等等...即是說，認識到這樣一個事實是非常重要的：Scala 的強大源自它對函數范式的支持，而后者令 Scala 成為一種高等級（high-level）的編程語言。對于高等級的編程語言，你只需關注 what（做什么）而不是如何做（how）。
下面，讓我們看一個 Java 示例：
- int[] x = {1,2,3,4,5,6};
- ArrayList
res = new ArrayList(); - for (int v : x) {
- if (v % 2 == 1) res.add(new Integer(v));
- }
仔細看一下上面這段示例代碼，你會注意到，我想要做的“what”部分（過濾掉奇數值）僅出現在第四行中，而其余行則是“how”如何做的部分（結果變量的初始化以及一個循環操作）。如果我想要再寫一個過濾器，用于篩選偶數值，那就需要再寫五行代碼，而使用一門像 Scala 這樣的高等級語言，你只需編寫“what”那部分的代碼：
- val x = Array(1,2,3,4,5,6)
- val res = x filter ( _ % 2 == 1 ) //過濾奇數值
- val res2 = x filter ( _ % 2 == 0 ) //過濾偶數值
我們可以看到，相對于上文中的 Java 代碼段，這段代碼更加簡潔，而且具有更好的可讀性。
高效
Scala 是一種高效的編程語言，實際上，根據最新的 benchmark 性能測試，它幾乎和 Java 一樣快捷。在 JVM 上實現的 Scala 代碼，可以編譯為字節碼，在這一過程中，代碼通過優化階段進行編譯。尾遞歸優化是一個很好的示例，它可幫助用戶專注于函數范式而無需以犧牲性能為代價。還有一個示例是，將 Scala 值類型對象轉換為 Java 基本類型時進行的優化。
可擴展
Scala 語言本身的名字 Scala 來自 Scalable（可擴展的）一詞，這意味著這種語言可以按照用戶的需求進行擴展。因此，從根本上來講，用戶可以添加新的類型和控制結構。比如，我想要添加一個簡單的“loop”控制結構：
- // 一個簡單的構建
- def loop(range: Range)(op: Int=> Unit) {
- range foreach (op)
- }
- loop(1 to 5){println} // 1 2 3 4 5
- loop(1 to 5){x => if (x % 2 == 0) println(x)} // 2 4
還有幾個更為復雜的例子，Actor lib，它是作為擴展被添加到 Scala 這一語言中的，我們將在下文中對它展開討論。
不過，Scala 之所以是可擴展的，在于互相關聯的兩點：它是真正的面向對象的語言和真正的函數式語言。
面向對象
Scala 中每個事物都是對象（對象的方法除外），因此，沒有必要對基本（primitive）類型或引用類型進行區分，這就是所謂的：統一對象模型（Uniform Object Model）。但是，正如我之前在優化流程中所提到的，值類型對象被轉換為 Java 基本類型，因此不必擔心性能的問題。其內部還包含為類方法分組的單件對象（Singleton object）。
◆所有操作都是方法調用，+ - * ! / 都是方法，因此，沒有必要進行操作符重載。
◆非常精細的訪問控制，用戶可以控制對某些包的某些方法的訪問。
◆Scala 具有 trait，與 Ruby 中的 mixin 類似，就像 Java 中的 interfaces，但實現了某些它們的方法，因此，用戶在箱體（box）之外擁有富封裝器（wrapper）和富交互接口（interface）。
函數式語言
函數式語言具有很多特點，不過在擴展性這一語境中，我們所關心的是兩個事實：
◆函數是第一等級（first-class）的值
這表示用戶可以將函數作為值傳遞，也可以作為值返回。這樣可以獲得簡潔而具有可讀性的代碼，正如上文中作為示例的過濾代碼段。
◆純函數（pure function）
Scala 支持沒有副作用的純函數，這意味著：如果你的輸入相同，那么輸出結果也總是相同。這樣能夠讓代碼更為安全，對代碼測試也更為方便。
但是，Scala 是通過什么方式來支持純函數的呢？通過不變性（immutability）：偏向固定的引用（與 java 中的 final 或其他語言中的 constant 類似）以及具有不變的數據結構，一旦創建便不可修改。
不變性是擁有純函數的安全保證，但并不是唯一的方式。沒有不變性，你仍然可以編寫安全的代碼。這就是為什么 Scala 不是強制推行不變性而只是鼓勵使用它。最終，你會發現 Scala 中許多數據結構具有了兩種實現方式，一種是可變的，另一種是不可變的，不可變的數據結構是缺省導入的。
每當提到不變性時，有人就會開始擔心性能的問題，對于某些情況，這種擔憂并非毫無來由，但對于 Scala，最終結果卻與這一擔憂相反。不可變的數據結構相對于可變的數據結構，更有助于獲得較高的效率。其原因之一在于強大的垃圾收集器（garbage collector），與 JVM 中的垃圾收集器類似。
更佳的并行模型
當涉及到線程這一問題時，Scala 支持傳統的 shared data 模型。但是，使用這種模型較長一段時間之后，許多人發現使用這種模型編寫代碼，非常難以實現以及進行測試。你總是需要考慮死鎖問題和競爭條件。因此，Scala 提供了另一個稱為 Actor 的并行模型，其中，actor 通過它的收件箱來發送和接收非同步信息，而不是共享數據。這種方式被稱為：shared nothing 模型。一旦你不再顧慮共享數據的問題，也就不必再為代碼同步和死鎖問題而頭痛。
被發送信息的不變性本質以及 actor 中串行處理，這兩者使得對于并行的支持更為簡便。
有關 Scala 并行的問題，請參閱這篇文章，對于這個概念你會有更好的理解。
在講述下一個要點之前，我需要提到這樣一個事實，一些人將 Actor 的使用視為編程語言的一種進化。正如，Java 的出現，將程序員們從指針和內存管理的泥淖中拯救出來一樣，Scala 的到來，讓程序員們不必再為代碼同步以及共享數據模型整天苦思冥想。
#p#
靜態類型
當我想要講述這一要點的時候，才發現，對于靜態類型語言的正反兩面，我試圖給予同樣的關注。事實上，關于這一話題的爭論總是沒完沒了，但我要作出兩點總結，而這兩點是大多數人討論的熱點：
◆使用靜態類型語言編寫的代碼更加健壯（robust）
TDD 的存在，讓許多關于動態類型語言和健壯代碼的討論失去了意義，雖然這是正確的，當我們仍然不能忽視這樣一個事實：對于動態類型語言，你需要編寫更多的測試代碼來檢查類型，而在靜態類型語言中，你可以將這些問題交給編譯器處理。此外，還有一些人認為，使用靜態類型語言，你的代碼將具有更好的自我記錄。
◆使用靜態類型語言編寫的代碼過于嚴格和冗長
像我這樣的動態類型語言的粉絲，認為通過鴨子類型（duck typing）可以寫出更具動態性的代碼結構。但同時他們還會抱怨，靜態類型語言導致代碼冗長。
關于靜態類型與動態類型的爭論，在51CTO之前發布的這篇文章中可以看到更多信息。
作為靜態類型語言，Scala 具有第一條中提到的優點，但是，第二點呢？
Scala 具有一個靈活的類型系統，并且可能是這一類型中最好的。很多情況下，如果你沒有指定類型，這一系統將能夠對類型進行推斷。
例如，你可以這樣編寫代碼：
- val list: List[String] = List("one", "two", "three")
- //list: List[String] = List(one, two, three)
- val s: String = "Hello World!"
- //s: java.lang.String = hello world!
但你也可以這樣編寫代碼：
- val list = List("one", "two", "three")
- //list: List[String] = List(one, two, three)
- val s = "Hello World!"
- //s: java.lang.String = hello world!
非常好，無論如何，它解決了代碼冗長的問題。但像鴨子類型（duck typing）那樣的問題，會怎樣呢？
答案還是：Scala 的類型系統具有的某些靈活性，可以讓你編寫如下的代碼：
- def eat[T <: Animal](a: T) // whatever
其中，我們將類型 T 定義為 Animal 的子類型。還可以更加靈活：
- def eat[T <: {def eat(): Unit}](a: T) // whatever
其中，我們將類型 T 定義為一個具有非法 eat 的類型。
事實上，Scala 的類型系統非常豐富，你可以在這里找到更多信息。
模式匹配
我必須坦白，在猶豫良久之后，我才決定寫一寫 Scala 的這一特點。事實上，我本來沒有打算討論 Scala 的函數功能，但看到一篇有關對象分支（switch）應用的文章后，我想，還是有必要聊聊這個特點。以下內容基本上都來自這篇博客文章：
模式匹配究竟是用來做什么的？它讓你可以將一個值對多種情況（case）進行匹配，有點類似 Java 中的分支（switch）語句。但它不是僅僅匹配數字（這是分支語句的作用），而是用戶能夠對本質上為對象創建形式（creation form）的事物進行匹配。
以下示例也來自上文提到的博客：
- x match {
- case Address(Name(first, last), street, city, state, zip) => println(last + ", " + zip)
- case _ => println("not an address") // 缺省情況
- }
對于第一種情況，模式 Name(first, last) 嵌套在模式 Address(…) 中。 其中的 last 值，被傳遞到 Name 構造函數，然后進行提取，因此在箭頭右側的表達式中是可用的。
那么，
模式匹配的意義
為什么你需要模式匹配？我們都會有復雜的數據。如果我們堅持嚴格的面向對象編程，那么我們就不愿去關注數據樹的內部情況。相反，我們想要調用方法，讓方法來做這些事情。如果我們有能力完成這件事，就不會非常需要模式匹配，因為方法滿足了我們的要求。但是，很多時候對象沒有我們所需的方法，并且我們不能（或不愿）為對象添加新的方法。
因此，模式匹配被認為是一種獲得擴張性的有效方法，并且，它還為該問題提供了一種不錯的解決方案，訪問者設計模式所導致的冗長除外。
不管怎樣，強烈推薦你看看上面所提到的文章中”擴展性的兩個方向“（Two directions of extensibility）那個小節。
簡單的 DSL（特定領域語言）
編寫 DSL，Scala 是一個很好的選擇。事實上，Scala 適用于內部和外部 DSL。在這篇文章中，你可以找到一些使用 Ruby 和 Scala 編寫內部 DSL 的特點比較。下面這篇文章也很棒，是關于使用 Scala 編寫內部 DSL 的：Boolean Algebra Internal DSL in Scala (aka fun with Unicode names )。
此外，對于外部 DSL，Scala 也應該是首選語言，背后的原因是解析器組合子庫（parser combinator lib），它讓為新語言編寫編譯器成為一件很酷的事。
與 Java 代碼之間的互操作性
在 JVM 上的實現 Scala 的程序可以無縫地與 Java 平臺整合，很多 Scala 類型實際上都編譯為 Java 類型，因此，用戶可以放心地使用 Java 類型。而且，你也可以混合地使用 JVM 語言來編程，如：JRuby、Groovy、Clojure 等。這里有一篇不錯的文章，提供了這種示例。
學習型語言
我有兩個習慣，在 Scala 的學習過程中，我堅持了這兩個習慣：
◆遇到新的技術術語，訪問維基百科，理解更多信息；比如 Function literal（文本函數）、Referentially transparent（引用透明度）、Partial function（偏函數）、Currying（科里華），還有很多其他術語。
◆參考我對其他語言的理解，檢查這些術語的涵義是否實現。
通過一些好的練習，如編寫沒有副作用的純函數，將精力集中在代碼中的“what”部分，而將“how”的部分交給語言處理；這兩個習慣讓我獲得更多知識，也提高了代碼的質量。
團隊
Scala 由馬丁·奧德斯基（Martin Odersky）設計，他是瑞士聯邦理工學院洛桑分校（EPFL）編程方法實驗室小組的管理者。奧德斯基曾受雇于 Sun 公司編寫 Java 1.1 編譯器，他還是 Java 1.1 到 Java 1.4 的 Javac 主要開發者。此外，他還是 Java Generics 的提出者。51CTO編輯曾通過電子郵件與奧德斯基就 Scala 的語言特性進行了交流，并得到了回復信件如下。
Scala 現在由奧德斯基和他在瑞士聯邦理工學院洛桑分校的團隊維護。不過，還有其他一些具有才華的開發者參與，通過多年的工作，他們共同打造出了 Scala 這一編程語言。
來源
Scala 受到了多種語言的啟發：
◆大多數的句法來自 Java 和 C#。
◆其他一些元素也來自 Java，比如：基本類型（basic type）、類庫，以及其運行模型。
◆它所用的統一對象模型是由 Smalltalk 最先使用的。
◆通用嵌套（universal nesting）的理念也出現在 Algol、Simula 中，而且最近還出現在 Beta 和 gbeta 中。
◆函數式編碼的方法在精神上也與 ML 語言家族類似，該語言家族中包含 SML、OCaml，以及最主要的成員 F#。
◆Scala 標準庫中的許多較高階的函數，也出現在 ML 和 Haskell 中。
◆Scala 的隱式參數也是受到 Haskell 類型類的啟發。Scala 基于 actor 的并行庫主要是受到 Erlang 的啟發。
◆將插入（infix）操作符視為函數，以及允許文本函數（或 block 區塊）作為參數，以使庫能夠定義控制結構，這些特定的理念可以回溯至 Iswim 和Smalltalk。
專家觀點
實際上，像詹姆士·斯特拉坎（James Strachan：編程語言 Groovy 的創始人）的這樣的言語讓人感到有點驚喜：
說實話，如果有人在 2003 年給我一本由馬丁·奧德斯基(Martin Odersky)、萊克斯·斯彭（Lex Spoon）和比爾·文納斯（Bill Venners）合著的《Programming in Scala》，我很可能不會再去創建 Groovy。
在結束之前，我做一下總結：
我喜歡 Scala，因為它是高效的、學習型的語言，具有較好的并行模型，以及非常適用于編寫 DSL。
原文：Scala is my next choice
作者：khelll 譯者：司馬牽牛
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