Scala. Профессиональное программирование

Description

«Scala. Профессиональное программирование» — главная книга по Scala, популярному языку для платформы Java, в котором сочетаются концепции объектно-ориентированного и функционального программирования, благодаря чему он превращается в уникальное и мощное средство разработки. Этот авторитетный труд, написанный создателями Scala, поможет вам пошагово изучить язык и идеи, лежащие в его основе. Данное четвертое издание полностью обновлено. Добавлен материал об изменениях, появившихся в Scala 2.13, в том числе: • новая иерархия типов коллекций; • новые конкретные типы коллекций; • новые методы, добавленные к коллекциям; • новые способы определять собственные типы коллекций; • новые упрощенные представления. Предисловие Благодарности Введение Целевая аудитория Как пользоваться книгой Как изучать Scala Условные обозначения Обзор глав Ресурсы Исходный код От издательства Глава 1. Масштабируемый язык 1.1. Язык который растет вместе с вами Растут новые типы Растут новые управляющие конструкции 1.2. Что делает Scala масштабируемым языком Scala — объектно-ориентированный язык Scala — функциональный язык 1.3. Почему именно Scala Scala — совместимый язык Scala — лаконичный язык Scala — язык высокого уровня Scala — статически типизированный язык 1.4. Истоки Scala Резюме Глава 2. Первые шаги в Scala 2.1. Шаг 1. Осваиваем интерпретатор Scala 2.2. Шаг 2. Объявляем переменные 2.3. Шаг 3. Определяем функции 2.4. Шаг 4. Пишем Scala-скрипты 2.5. Шаг 5. Организуем цикл с while и принимаем решение с if 2.6. Шаг 6. Перебираем элементы с foreach и for Резюме Глава 3. Дальнейшие шаги в Scala 3.1. Шаг 7. Параметризуем массивы типами 3.2. Шаг 8. Используем списки 3.3. Шаг 9. Используем кортежи 3.4. Шаг 10. Используем множества и отображения 3.5. Шаг 11. Учимся распознавать функциональный стиль 3.6. Шаг 12. Читаем строки из файла Резюме Глава 4. Классы и объекты 4.1. Классы поля и методы 4.2. Когда подразумевается использование точки с запятой 4.3. Объекты-одиночки 4.4. Приложение на языке Scala 4.5. Трейт App Резюме Глава 5. Основные типы и операции 5.1. Некоторые основные типы 5.2. Литералы Целочисленные литералы Литералы чисел с плавающей точкой Символьные литералы Строковые литералы Литералы обозначений Булевы литералы 5.3. Интерполяция строк 5.4. Все операторы являются методами 5.5. Арифметические операции 5.6. Отношения и логические операции 5.7. Поразрядные операции 5.8. Равенство объектов 5.9. Приоритет и ассоциативность операторов 5.10. Обогащающие оболочки Резюме Глава 6. Функциональные объекты 6.1. Спецификация класса Rational 6.2. Конструирование класса Rational 6.3. Переопределение метода toString 6.4. Проверка соблюдения предварительных условий 6.5. Добавление полей 6.6. Собственные ссылки 6.7. Вспомогательные конструкторы 6.8. Приватные поля и методы 6.9. Определение операторов 6.10. Идентификаторы в Scala 6.11. Перегрузка методов 6.12. Неявные преобразования 6.13. Предостережение Резюме Глава 7. Встроенные управляющие конструкции 7.1. Выражения if 7.2. Циклы while 7.3. Выражения for Обход элементов коллекций Фильтрация Вложенные итерации Привязки промежуточных переменных Создание новой коллекции 7.4. Обработка исключений с помощью выражений try Генерация исключений Перехват исключений Условие finally Выдача значения 7.5. Выражения match 7.6. Программирование без break и continue 7.7. Область видимости переменных 7.8. Рефакторинг кода написанного в императивном стиле Резюме Глава 8. Функции и замыкания 8.1. Методы 8.2. Локальные функции 8.3. Функции первого класса 8.4. Краткие формы функциональных литералов 8.5. Синтаксис заместителя 8.6. Частично примененные функции 8.7. Замыкания 8.8. Специальные формы вызова функций Повторяющиеся параметры Именованные аргументы Значения параметров по умолчанию 8.9. Хвостовая рекурсия Трассировка функций с хвостовой рекурсией Ограничения хвостовой рекурсии Резюме Глава 9. Управляющие абстракции 9.1. Сокращение повторяемости кода 9.2. Упрощение клиентского кода 9.3. Карринг 9.4. Создание новых управляющих конструкций 9.5. Передача параметров по имени Резюме Глава 10. Композиция и наследование 10.1. Библиотека двумерной разметки 10.2. Абстрактные классы 10.3. Определяем методы без параметров 10.4. Расширяем классы 10.5. Переопределяем методы и поля 10.6. Определяем параметрические поля 10.7. Вызываем конструктор суперкласса 10.8. Используем модификатор override 10.9. Полиморфизм и динамическое связывание 10.10. Объявляем финальные элементы 10.11. Используем композицию и наследование 10.12. Реализуем методы above beside и toString 10.13. Определяем фабричный объект 10.14. Методы heighten и widen 10.15. Собираем все воедино Резюме Глава 11. Иерархия Scala 11.1. Иерархия классов Scala 11.2. Как реализованы примитивы 11.3. Низшие типы 11.4. Определение собственных классов значений Уход от монокультурности типов Резюме Глава 12. Трейты 12.1. Как работают трейты 12.2. Сравнение «тонких» и «толстых» интерфейсов 12.3. Пример: прямоугольные объекты 12.4. Трейт Ordered 12.5. Трейты как наращиваемые модификации 12.6. Почему не используется множественное наследование 12.7. Так все же с трейтами или без? Резюме Глава 13. Пакеты и импорты 13.1. Помещение кода в пакеты 13.2. Краткая форма доступа к родственному коду 13.3. Импортирование кода 13.4. Неявное импортирование 13.5. Модификаторы доступа Приватные члены Защищенные члены Публичные члены Область защиты Видимость и объекты-компаньоны 13.6. Объекты пакетов Резюме Глава 14. Утверждения и тесты 14.1. Утверждения 14.2. Тестирование в Scala 14.3. Информативные отчеты об ошибках 14.4. Использование тестов в качестве спецификаций 14.5. Тестирование на основе свойств 14.6. Подготовка и проведение тестов Резюме Глава 15. Case-классы и сопоставление с образцом 15.1. Простой пример Case-классы Сопоставление с образцом Сравнение match со switch 15.2. Разновидности паттернов Подстановочные паттерны Паттерны-константы Патерны-переменные Паттерны-конструкторы Паттерны-последовательности Паттерны-кортежи Типизированные паттерны Привязка переменной 15.3. Ограждение образца 15.4. Наложение паттернов 15.5. Запечатанные классы 15.6. Тип Option 15.7. Паттерны везде Паттерны в определениях переменных Последовательности вариантов в качестве частично примененных функций Паттерны в выражениях for 15.8. Большой пример Резюме Глава 16. Работа со списками 16.1. Литералы списков 16.2. Тип List 16.3. Создание списков 16.4. Основные операции над списками 16.5. Паттерны-списки 16.6. Методы первого порядка класса List Конкатенация двух списков Принцип «разделяй и властвуй» Получение длины списка: length Обращение к концу списка: init и last Реверсирование списков: reverse Префиксы и суффиксы: drop take и splitAt Выбор элемента: apply и indices Линеаризация списка списков: flatten Объединение в пары: zip и unzip Отображение списков: toString и mkString Преобразование списков: iterator toArray copyToArray Пример: сортировка слиянием 16.7. Методы высшего порядка класса List Отображения списков: map flatMap и foreach Фильтрация списков: filter partition find takeWhile dropWhile и span Применение предикатов к спискам: forall и exists Свертка списков: foldLeft и foldRight Пример: реверсирование списков с помощью свертки Сортировка списков: sortWith 16.8. Методы объекта List Создание списков из их элементов: List.apply Создание диапазона чисел: List.range Создание единообразных списков: List.fill Табулирование функции: List.tabulate Конкатенация нескольких списков: List.concat 16.9. Совместная обработка нескольких списков 16.10. Осмысление имеющегося в Scala алгоритма вывода типов Резюме Глава 17. Работа с другими коллекциями 17.1. Последовательности Списки Массивы Буферы списков Буферы массивов Строки (реализуемые через StringOps) 17.2. Множества и отображения Использование множеств Применение отображений Множества и отображения используемые по умолчанию Отсортированные множества и отображения 17.3. Выбор между изменяемыми и неизменяемыми коллекциями 17.4. Инициализация коллекций Преобразование в массив или список Преобразования между изменяемыми и неизменяемыми множествами и отображениями 17.5. Кортежи Резюме Глава 18. Изменяемые объекты 18.1. Что делает объект изменяемым 18.2. Переназначаемые переменные и свойства 18.3. Практический пример: моделирование дискретных событий 18.4. Язык для цифровых схем 18.5. API моделирования 18.6. Моделирование электронной логической схемы Класс Wire Метод inverter Методы andGate и orGate Вывод симуляции Запуск симулятора Резюме Глава 19. Параметризация типов 19.1. Функциональные очереди 19.2. Скрытие информации Приватные конструкторы и фабричные методы Альтернативный вариант: приватные классы 19.3. Аннотации вариантности Вариантность и массивы 19.4. Проверка аннотаций вариантности 19.5. Нижние ограничители 19.6. Контравариантность 19.7. Приватные данные объекта 19.8. Верхние ограничители Резюме Глава 20. Абстрактные члены 20.1. Краткий обзор абстрактных членов 20.2. Члены-типы 20.3. Абстрактные val-переменные 20.4. Абстрактные var-переменные 20.5. Инициализация абстрактных val-переменных Предынициализируемые поля Ленивые val-переменные 20.6. Абстрактные типы 20.7. Типы зависящие от пути 20.8. Уточняющие типы 20.9. Перечисления 20.10. Практический пример: работа с валютой Резюме Глава 21. Неявные преобразования и параметры 21.1. Неявные преобразования 21.2. Правила для неявных преобразований Названия неявных преобразований Где применяются неявные преобразования 21.3. Неявное преобразование в ожидаемый тип 21.4. Преобразование получателя Взаимодействие с новыми типами Имитация нового синтаксиса Неявные классы 21.5. Неявные параметры Правило стиля для неявных параметров 21.6. Контекстные ограничители 21.7. Когда применяются множественные преобразования 21.8. Отладка неявных преобразований Резюме Глава 22. Реализация списков 22.1. Принципиальный взгляд на класс List Объект Nil Класс :: Еще несколько методов Создание списка 22.2. Класс ListBuffer 22.3. Класс List на практике 22.4. Внешняя функциональность Резюме Глава 23. Возвращение к выражениям for 23.1. Выражения for 23.2. Задача N ферзей 23.3. Выполнение запросов с помощью выражений for 23.4. Трансляция выражений for Трансляция выражений for с одним генератором Трансляция выражений for начинающихся с генератора и фильтра Трансляция выражений for начинающихся с двух генераторов Трансляция паттернов в генераторах Трансляция определений Трансляция применяемая для циклов 23.5. «Мы пойдем другим путем» 23.6. Обобщение for Резюме Глава 24. Углубленное изучение коллекций 24.1. Изменяемые и неизменяемые коллекции 24.2. Согласованность коллекций 24.3. Трейт Iterable Подкатегории Iterable 24.4. Трейты последовательностей Seq IndexedSeq и LinearSeq Буферы 24.5. Множества 24.6. Отображения 24.7. Конкретные классы неизменяемых коллекций Списки Ленивые списки Неизменяемые ArraySeq Векторы Неизменяемые очереди Диапазоны Сжатые коллекции HAMT Красно-черные деревья Неизменяемые битовые множества Векторные отображения Списочные отображения 24.8. Конкретные классы изменяемых коллекций Буферы массивов Буферы списков Построители строк ArrayDeque Очереди Стеки Изменяемые ArraySeq Хеш-таблицы Слабые хеш-отображения Совместно используемые отображения Изменяемые битовые множества 24.9. Массивы 24.10. Строки 24.11. Характеристики производительности 24.12. Равенство 24.13. Представления 24.14. Итераторы Буферизованные итераторы 24.15. Создание коллекций с нуля 24.16. Преобразования между коллекциями Java и Scala Резюме Глава 25. Архитектура коллекций Scala 25.1. Исключение общих операций Абстрагирование типов коллекций Управление строгостью Когда строгое вычисление предпочтительно или неизбежно 25.2. Интеграция новых коллекций Ограниченные последовательности Последовательности РНК Префиксные отображения Краткие выводы Резюме Глава 26. Экстракторы 26.1. Пример извлечения адресов электронной почты 26.2. Экстракторы 26.3. Паттерны без переменных или с одной переменной 26.4. Экстракторы переменного количества аргументов 26.5. Экстракторы и паттерны последовательностей 26.6. Сравнение экстракторов и case-классов 26.7. Регулярные выражения Формирование регулярных выражений Поиск регулярных выражений Извлечение с помощью регулярных выражений Резюме Глава 27. Аннотации 27.1. Зачем нужны аннотации 27.2. Синтаксис аннотаций 27.3. Стандартные аннотации Устаревание Непостоянные поля Двоичная сериализация Автоматические методы get и set Хвостовая рекурсия Unchecked Native-методы Резюме Глава 28. Работа с XML 28.1. Слабоструктурированные данные 28.2. Краткий обзор XML 28.3. Литералы XML 28.4. Сериализация 28.5. Разбор XML 28.6. Десериализация 28.7. Загрузка и сохранение 28.8. Сопоставление с образцом XML Резюме Глава 29. Модульное программирование с использованием объектов 29.1. Суть проблемы 29.2. Приложение для работы с рецептами 29.3. Абстракция 29.4. Разбиение модулей на трейты 29.5. Компоновка во время выполнения 29.6. Отслеживание экземпляров модулей Резюме Глава 30. Равенство объектов 30.1. Понятие равенства в Scala 30.2. Написание метода равенства Ловушка № 1. Определение equals с неверной сигнатурой Ловушка № 2. Изменение equals без изменения hashCode Ловушка № 3. Определение equals в терминах изменяемых полей Ловушка № 4. Ошибка в определении equals как отношения эквивалентности 30.3. Определение равенства для параметризованных типов 30.4. Рецепты для equals и hashCode Рецепт для equals Рецепт для hashCode Резюме Глава 31. Сочетание кода на Scala и Java 31.1. Использование Scala из Java Основные правила Типы значений Объекты-одиночки Трейты в качестве интерфейсов 31.2. Аннотации Дополнительные эффекты от стандартных аннотаций Сгенерированные исключения Аннотации Java Написание собственных аннотаций 31.3. Подстановочные типы 31.4. Совместная компиляция Scala и Java 31.5. Интеграция Java 8 Лямбда-выражения и SAM-типы Использование Stream-объектов Java 8 из Scala Резюме Глава 32. Фьючерсы и многопоточность 32.1. Неприятности в раю 32.2. Асинхронное выполнение и Try 32.3. Работа с фьючерсами Преобразование фьючерсов с помощью map Преобразование фьючерсов с помощью выражений for Создание фьючерса: Future.failed Future.successful Future.fromTry и Promise Фильтрация: filter и collect Обработка сбоев: failed fallBackTo recover и recoverWith Отображение обеих возможностей: transform Объединение фьючерсов: zip Future.foldLeft Future.reduceLeft Future.sequence и Future.traverse Получение побочных эффектов: foreach onComplete и andThen Другие методы добавленные в версии 2.12: flatten zipWith и transformWith 32.4. Тестирование с помощью фьючерсов Резюме Глава 33. Синтаксический разбор с помощью комбинаторов 33.1. Пример: арифметические выражения 33.2. Запуск парсера 33.3. Основные парсеры — регулярные выражения 33.4. Еще один пример: JSON 33.5. Вывод парсера Сравнение символьных и буквенно-цифровых имен 33.6. Реализация комбинаторов парсеров Входные данные парсера Результаты парсера Класс Parser Псевдонимы this Парсеры отдельных токенов Последовательная композиция Альтернативная композиция Работа с рекурсией Преобразование результата Парсеры не считывающие данных Option и повторение 33.7. Строковые литералы и регулярные выражения 33.8. Лексинг и парсинг 33.9. Сообщения об ошибках 33.10. Сравнение отката с LL(1) Резюме Глава 34. Программирование GUI 34.1. Первое Swing-приложение 34.2. Панели и разметки 34.3. Обработка событий 34.4. Пример: программа перевода градусов между шкалами Цельсия и Фаренгейта Резюме Глава 35. Электронная таблица SCells 35.1. Визуальная среда 35.2. Разделение введенных данных и отображения 35.3. Формулы 35.4. Синтаксический разбор формул 35.5. Вычисление 35.6. Библиотеки операций 35.7. Распространение изменений Резюме Приложение. Скрипты Scala на Unix и Windows Глоссарий Об авторах