Skip to content

Java,Scala,Kotlin——JVM语言的成长历程

更新: 10/11/2025 字数: 0 字 时长: 0 分钟

前些时间对函数式编程产生了兴趣,于是学了一点 Scala。加上原本经常使用的 Java 和 Kotlin,如今我已经接触了三门 JVM 语言

这些语言之间各有不同,却又彼此借鉴、互相启发。在对比与思考的过程中,我逐渐对编程范式有了一些新的理解,于是写下这篇文章,聊聊 JVM 世界的演化与思维的迁移。

一切都要从很久很久以前说起......

Java 诞生于 1990 年代初,由 SUN 公司创建,那是一个令人怀念的时代,面向对象编程正快速崛起,各大公司和研究团队都在尝试探索软件开发的最佳方式,而 Java 正是在这样的背景下诞生的。

在那个年代,程序员们常常为平台差异性而困扰——一个程序在 A 平台上能正常运行,却可能在 B 平台上崩溃。

为了解决这一问题,SUN 公司提出了一个极具前瞻性的概念:虚拟机(JVM)。让程序运行在一个统一的虚拟执行环境中,由 JVM 负责处理底层平台差异。程序员只需面对一套统一的 API,就能实现“一次编写,到处运行”的理想。

除此之外,JVM 还接管了诸如内存管理、垃圾回收等底层操作,让开发者可以从繁琐的资源管理中解放出来,专注于业务逻辑。

可以说,SUN 的设计理念是:让程序员更专注于创造,而非琐碎的维护。而这些理念直到今天仍然深刻地影响着现代语言的设计。

随着时间推移,软件开发逐渐形成新的共识——新的语言不断出现,旧的语言也在被重新思考,新时代的编程语言的发布(比如C#),与此同时,开发者们也在尝试用新的语言设计理念来继承并改进Java的优势,也在指明Java这个老东西可能有一些地方应该改进

当然,Java作为一门开放且积极的语言自然也在不断的优化自己,不过由于历史包袱的原因,这个过程肯定是漫长的,于是,人们开始尝试在 JVM 上打造新的语言,既能继承 Java 的优势,又能突破它的限制,这便催生了 Scala、Groovy、Clojure、Kotlin 等语言的诞生

Scala——JVM在函数式方向的尝试

函数式编程(Functional Programming)早在上世纪 50 年代就已出现。它主张让函数成为“一等公民”,避免副作用,用表达式代替语句,并尽量不修改状态。

由于硬件与时代背景,这些理念在当时并未流行,但随着软件复杂度的上升,函数式编程的思想被越来越多的现代语言吸收,成为编程中不可或缺的一部分。

Scala 的诞生正是 JVM 世界向函数式编程迈出的一步。

Scala是2000年初发布的语言,他的主导者Martin Odersky是一位热爱函数式编程的大学教授,并且曾经参与过Java语言核心内容的开发(尤其是 JDK5 中的泛型)

Martin Odersky教授曾在Java在一个名为 “Pizza” 的实验项目证明了JVM+函数式编程是可行的。这个实验的成功,让他坚信 JVM 完全有能力承载函数式思想。

最初Martin Odersky教授致力于让Java变得更好,但Java的一些强约束始终令他困扰(这也是Java现在时常被开发者们诟病的一点),这给他为Java实现真正的函数式编程带来了很大的阻挠,外加早期Java泛型(GJ)被SUN的搁置,导致他决定后退一步,重新设计一门编程语言,这也就有了我们熟知的Scala。

在Scala正式成型之前,Martin Odersky教授的团队还曾设计过一门更学术化的语言 Funnel,但他们很快发现:Funnel 在学术上足够优雅,却离实际开发需求。这与Scala的初心相悖。这令Martin Odersky教授不得不重新思考——开发者真正需要的语言,究竟是什么

最终,Scala 选择落地于现实世界:既要保持函数式编程的纯粹,又不放弃工程化的实用性

这直接奠定了 Scala 的独特气质——它既是学术派的代表,又是工程师手中的利器,他让我们真正的看到:在 JVM 上,函数式编程不仅可能,而且强大。

Kotlin——SUN时代之后对于Java的思考

时间来到 2008 年,SUN 公司在经营问题与经济危机的双重冲击下,最终宣告破产,并于次年被甲骨文(Oracle)公司收购,这个曾经被评为行业内最有创造力的公司,一个时代的缩影,最终宣告结束。

在SUN陨落后,Oracle接管了SUN名下包括Java和MySQL在内的大量资产,但是他们却改变了SUN长期以来”以开发者与开源为核心“的思想,对Java进行了一系列的限制,这也导致了Oracle与Google长达十余年的官司问题

正如当年诺基亚被微软收购时,Jorma Ollila 在发布会上那句意味深长的话:我们没有做错什么,但不知为何,我们输了。

在这种氛围下,JetBrains公司站了出来,决定自己来开创一门更好的Java,一个真正面向开发者的现代化 JVM 语言,这也就是未来的Kotlin

Kotlin 从一开始就带着“让开发更简单、更愉快”的目标,它借鉴了 Scala 的许多思想——空安全、扩展函数、lambda 表达式、不可变性等——但舍弃了 Scala 过于复杂的类型系统与语法结构。

正如Kotlin的设计哲学不是“追求完美”,而是“追求实用”一样,他是一门真正注重工程师每天面对代码时的体验的语言。

凭借 JetBrains IDE庞大的用户基础,Kotlin 得以快速迭代,2016 年,Kotlin 正式发布 1.0 版本——标志着这门语言的成熟登场,它不仅完美兼容 Java,还以更简洁、更安全、更现代的方式解决了 Java 多年来的痛点。

时至今日,Kotlin 已经成为 Android 与 Spring 的官方推荐语言之一,他仍然坚守着“简洁、高效、可维护”的承诺,也让人们看到了——SUN在21世纪仍在照耀着我们。

对基本类型的舍弃

我们都知道,Java,Scala,Kotlin,都是面向对象的语言,但是Java却由于时代原因保留了八种基本类型——byte short int long float double boolean char

这是Java相对保守的一面,但是在后面的实践体验中,开发者们逐渐意识到这几个基本类型是不必要的,基本类型想要使用方法必须借由外界类或者将自己封装为包装类型,虽然基本类型相对包装类型更节约空间,但是在使用上却给开发者带来了大量的负担

因此在Kotlin和Scala中,他们都选择了舍弃掉基本类型,统一使用对象,这也就导致了在Kotlin和Scala中,实现了真正的万物皆对象

类型推断

在新生代语言中,大家都不约而同的选择了类型推断作为自己的基本语法,也就是开发者在编写代码时不用主动的声明变量的类型,而是交由编译器执行推导,这极大的方便了开发

java
Integer a=1;
kotlin
val a=1

函数是第一公民

函数作为编程语言的第一公民是一门函数式语言的必要条件,我们可以用这一点来判断一门语言有没有实现函数式编程的能力。也正是因为这一点,我们才会说,即使Java引入了函数式接口和Stream API,但Java的函数式仍然是伪函数式

Scala作为一门深度支持FP的语言,对函数式编程具有极好的支持,而Kotlin虽然没有Scala对FP那么的执着,但是仍然支持将函数作为第一公民使用。

这意味着,我们可以在程序中将函数当作正常的变量使用,它可以是变量,参数,返回值

scala
val strToInt: (String)=>Int = (str: String) => {
	  str.toInt
}

在Scala中,箭头语法用=>实现,方法体可以用大括号来包含,与正常的函数一样,你可以直接将最后一行作为返回值,不用写return

而在Kotlin中,箭头语法使用->,因此我们的函数写出来大概是这个样子

kotlin
val strToInt: (String)->Int ={str:String ->
	str.toInt()
}

值得一提的是,不论是Kotlin还是Scala,都强制要求函数的入参是val类型,这也就意味着我们无法对入参直接进行修改,往往只能通过copy的方式获取一个新的类型,这自然也是为了保证减少副作用而作的强制规定

最小可变性

《Effective Java》第三版的第十七条中提到不可变类比可变类更易于设计,实现和使用。 他们不容易出错,并且更安全。

这要求我们在非必要时刻要将字段设计为final类型,这一要求使得开发者必须注重自己的变量类型,在最开始就应该明确字段是否为可变的。在Java中你需要通过 final 类名的方式声明不可变类,但是在Kotlin和Scala中,自需要使用val关键字就可以创建不可变类,并且Scala和Kotlin会建议你使用不可变类作为一个字段的默认值(这也就是为什么一些语法糖中,没有val/var 那么就是默认不可变)

java
final Integer a=1;  
a=3; // 产生报错
kotlin
val a=1
a=3 // 产生报错
scala
val a=1
a=3 // 产生报错

同时,对于不可变的要求还符合函数式编程的思想,即尽可能的减少副作用,当你要对一个类做出修改时,做好的方法就是返回这个类的一个复制品,而不是直接修改这个类并将这个类返回,这也就是为什么Kotlin和Scala中都会引入一个copy方法。

kotlin
fun main() {  
    val person = Person("CoteNite", 21)  
    val oldPerson = person.copy(age = 20)  
}  
  
data class Person(  
    val name: String,  
    val age:Int   
)
scala
@main def main(): Unit = {  
  val person = Person("CoteNite", 20)  
  val personOld = person.copy(name = "Old CoteNite")  
}  
  
case class Person(name: String,age:Int)

不可变类有很多的优势,比如线程安全,易于维护,当然他也有自身的缺点,比如对于一个“大”的不可变类实例,你想要复制一个他的实例出来就是相对困难的,可能需要开发者对其copy方法进行重写或者创建其他的专门用于复制出实例的方法

除此之外,为了尽可能的限制类的可变性,一个不可变类应该不能被继承

当然,在必要时刻我们肯定还是会使用继承,但是对于很多的类(比如数据类),我们实际上是很少会遇到继承的情况的,对于这一点Kotlin和Scala都有自己的语法规定

  • Kotlin:data class允许作为别的类的子类,但不允许成为别的类的父类

  • Scala:case class不允许被case class继承

正如《Effective Java》中写的一样——除非有充分的理由使类成为可变类,否则类应该是不可变的。如果一个类不能设计为不可变类,那么也要尽可能地限制它的可变性

更简洁的主方法

在Java中有一个经常被Java程序员喜闻乐道的东西,那就是我们写一个代码永远都要先写一堆

Java
public class Main{
   public static void main(String[] args){
	   
   }
}

这是Java对于面向对象给出的答案,也是Java强约束的体验,诚然,在Java刚诞生不久的那个年代,这样的写法很有意义,但是时至今日,这样的写法有些过于臃肿了,甚至在Java25中,Java也不得不对这种写法做出优化

在Kotlin和Scala中,我们都允许使用一种简便的方式实现主函数

scala
@main def main():Unit={

}
kotlin
fun main(){
	
}

类的差异

作为一名Java程序员,我们都知道我们可以在Java中创建以下几种形式的类:类(包含record 类和异常类),接口,枚举,注解,这是Java对于面向对象给出的答案,基于这几个类,我们可以写出完美的OOP代码

基本的类区别

而在Scala中,可以创建的类变成了以下几种:类,Trait,case class,枚举,单例类

其中类对应Java中的普通类,Trait对应接口,case class类对应record类(或者说Java的record类对应案例类,因为推出时间更晚),枚举和单例类就不多说了

Trait和接口最大的区别是Java早期接口不可以有字段参数和方法的默认实现,而在Scala的Trait中这一问题得到了解决,Scala对于Trait的定义就和Trait(特性)的名字一样,是一些特性的集合,所有继承Trait的类都具有Trait中的特性

而case class则是Scala对于数据类(一些用来承载一些字段/状态的类)的思考,在Java中,如果一个类作为数据类,那么我们往往要重写他的toString equals 等方法,虽然Lombok包可以使用注解的形式解决这个问题,但这毕竟不是语言层面上的解决方案

case class是Scala在语言层面提供的解决方案,它自带比较(equals的作用),复制(copy方法)和toString方法

同样的,Kotlin你可以创建的类是:类,接口,数据类,枚举类,注解,对象(其实就是单例,IDEA中用的是用来定义单例类的关键字的object的直译)

其中data class就类似Scala中的case class 而接口则类似Trait,但是由于Kotlin正式版发布的时候Java正式版(Java 8/9)中已经引入了很多Scala中Trait的思想,所以这里仍然使用的接口作为名字

从Scala和Kotlin的创建中我们不难发现,他们都渴望一种更加方便于开发者的类:

  • 接口 == 一些特性的体验,进而减少abstract class的使用
  • 数据类在语言层面的实现,排除Lombok这种外界包对语言的影响
  • 单例对象在语言层面的实现,排除开发者由于自身水平不足无法编写好的单例类以及过多的样板代码(boilerplate)

伴侣对象

Kotlin和Scala都选择了去除了在对象中定义static方法,取而代之的是使用一种名叫伴侣对象(Companion object)的方式,将static方法以正常方法的形式定义在这里面。

Companion Object本质上是一个单例对象(在Kotlin和Scala中都有专门的实现),由于其自身特点,我们可以用它完成类似原本static的方式来调用方法

这里肯定会有人问,为什么要抛弃老的static方法的定义,反而额外创造一个陪伴对象来实现static的功能

首先,static方法其实不是一个很符合OOP的设计,因为他不是建立在对象上的,而是建立在类上,这也进一步导致了Java中的static方法没有办法继承

java
class A {
    public static void staticMethod() {
        
    }
}

class B extends A{
    @Override  //IDEA这里会直接爆红
    public static void staticMethod() {
        
    }
}

至于interface这里就不演示了,因为Java中interface的static方法本身就不是用来实现接口实现的功能的

Scala通过创建和类同名的object来实现伴侣对象,Scala的语法可以让我们很清楚的理解伴侣对象和类的关系

scala
@main def mainScala(): Unit = {
  A.foo(1)
  new A().foo(1)
}


class A {
  def foo(x: Int): Int = x + 1
}

trait AService {
  def foo(x: Int): Int
}

object A extends AService {
  override def foo(x: Int): Int = 1
}

而Kotlin则是通过在类中创建companion object的方式来创建伴侣对象,同时我们也可以通过类名.companion的方法来获取到伴侣对象

kotlin
fun main() {
    B.test()
}

interface BComp{
    fun test()
}

class B{
    companion object: BComp {
        override fun test() {
            print("B")
        }
    }
}

构造函数

Java的构造函数定义起来有些麻烦,我们需要现在类里面定义一些参数,然后根据需要参数的不同创建一个与类名相同的方法

java
class Person{
    private int id;
    private String name;
    private int age;
    
    public Person(int id,String name,int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.id = id;
    }
}

对于这一部分,Kotlin和Scala采用了主副构造函数的方法来进行简化

我们先来看一下

kotlin
class Person(
    val id:Int,
    val name: String,
    val age: Int
){
    private var inner: String?=null
    
    constructor(id:Int, name: String,age: Int,inner: String):this(id,name,age){
        this.inner=inner
    }
}

让我们来分别解释一下,首先是类名后面小括号中,这一部分就是主构造函数,它内部定义了这个类“主要”的字段,在创建类的时候这些字段必须要传入,因此可以没有初始值,对于类内部的字段,由于我们无法确定它是否会在创建的时候被传入,所以其必须有一个默认值

方法内部的construc方法是副构造函数,其通过:语法实现委托,通过委托主构造方法完成类实例的创建

scala
class Person(val id: Int, val name: String, val age: Int) {
  var inner: String = null
  def this(id: Int, name: String, age: Int, inner: String) = {
    this(id, name, age)
    this.inner = inner
  }
}

而在Scala中,副构造函数使用this来创建,且主构造函数必须在构造函数方法体的第一行

顶类与底类

就像 Java 的顶类是 Object 一样,Kotlin 和 Scala 也都有自己的顶类 Any,它是所有类的父类,这个类中含有所有类都有的方法。

此外Kotlin和Scala还引入了一个Unit类,表示无返回值,等价于Java中的void和Void,只是因为Kotlin和Scala最求更加真正的OOP,所以使用了一个类来同时代替原本的Void类和void关键字,进而可以让函数返回真正的实例

最后就是一个底类,也就是所有类的子类,是Nothing类,这个类在Java上没有对应的类,所以可能有些难以理解,实际上他的功能就和他的名字一样,表示无。研究源码我们不难发现,Kotlin与Scala中的类均不能创建实例,而Nothing的关键也就在此:

  • 集合的泛型:当一个集合的泛型为Nothing时,我们可以清楚的直到这个集合的长度就是0

  • 字段的类型:当一个字段的类型为Nothing时,表示这个类无法创建(因为你无法填充进去一个无实例的值)

  • 方法的返回值:当一个方法的返回值为Nothing时,则表示这个方法一定会报错(因为永远无法执行到return的地方就会提前中断)

Nothing本身的存在其实是FP与OOP思想结合的产物,因为我们要求函数尽可能要存在一个返回值(减少副作用),但OOP中存在异常会提前中断方法导致副作用的产生,进而诞生Nothing在类型层面安全的强调不会返回这一概念

空安全

在无数的实践中我们会发现,空其实不是一个很好的设计方案,正如空引用的发明者Tony Hoare自己说的一样,这个发明是一个”价值数十亿美元的错误“

由于历史原因,Java对空(null)的处理其实并不算好,NullPointerException(NPE)是最常见的Java异常,为了解决空安全的问题,Java 8中引入了Optional API,但又因为Optional API的不便性被程序员们诟病,并且Java的类型系统并不能在编译期阻止null的传播,这意味着程序员需要在运行时通过判空来保证安全;而Optional虽然在语义上表达了“值可能为空”,但它本身依然只是一个容器,并没有改变语言层面的空安全机制。

Scala

在Scala中,空安全得到了一定的重视,因为对于一个函数来说,你不应该返回一个类似null的值,因为null在业务/功能上并没有实际的意义,在函数上对应了一个没有因变量的自变量

Scala标准库中存在一个Option类,并包含两个子类Some和None,其中Some表示存在某个值,而None则表示无值

scala
def makeInt(s: String):Option[Int] = {
  try {
    Some(s.toInt)
  } catch {
    case e: Exception => None
  }
}

而调用方则是要使用match

scala
makeInt(x) match {
  case Some(i) => println(i)
  case None => println("That didn’t work.")
}

对于Some,我们可以直接用get来获取其中的值,但如果对None使用get则会报错

Option最大的意义其实是提供一个令程序员可见的可控性,也就是说你可以这样写一个类

scala
class Address(
  var street1: String,
  var street2: Option[String],
  var city: String, 
  var state: String, 
  var zip: String
)

这个类的正确理解应该是只有street2是可空的,其余的字段均为非空字段

Scala的Option体现了函数式编程中“用类型表达可能性”的思想:与其抛出异常或返回null,不如明确告诉调用者“这个值可能不存在”。

Kotlin

在学习了上面的内容后,我们不难发现,Scala的Option和Java的Optional类似,只是一种更加便利的API而已,对于空安全并没有很深刻的限制,当然,这也和Scala的设计哲学相关,Scala相信程序员能够自己写出优秀的代码,他们只需要给程序员可以实现优秀代码的工具和案例即可

但是在Kotlin中,为了更利于程序员的业务开发,以及后续统一的维护,Kotlin选择直接在语法层面实现空安全

在Kotlin中,可空类和非空类完全是两种不同的体现

kotlin
class Person(
	name:String,
	age:Int?
)

这里的?表示的就是Int可以存在空的情况,当没有?时,则不能将null赋值给该字段

kotlin
val a:String?=null
println(a?.length)

这里的?.表示是只有不为空才会执行?后的.的内容,不然就会在?处截断,直接返回null通过这个语法糖直接避免了对null调用.length造成的NPE

结合这项语法,Kotlin实现了极其实用的elvis表达式的功能

kotlin
val b: String? = null
val l = b?.length ?: 0

这里的?:就是elvis表达式,其含义是如果?:前面的部分为null则使用?:后面的部分

有时?.表达式可能不够用,比如我要在非空时执行一长串的代码块,这时我们可以结合其与let函数一同使用

kotlin
val l = b?.length?.let {
	println("Length of $it")
	3
}

let函数用来对前面的数据执行代码块,?.表示前面内容非空才执行后面代码,二者结合就变成了只有前面内容非空,才执行let函数中对非空数据的处理

除此之外还有非空断言!!,这一语法用来告诉编译器我确定当前这个可空的类在执行此处代码时一定非空,进而绕过编译期的报错。当然,用了绕过这个词,我们就知道这不是一个好的语法,所以就如同这个语法的丑陋样子(两个感叹号,太丑恶了)一样,这也是一个不建议使用的语法

表达式代替语句

Java中的语句类似于C/C++语言(statement-based),这是因为在Java推出的年代C/C++语言是市面上最火的语言,这使得C/C++程序员可以很轻松的入门Java

而在Scala和Kotlin中,他们则选择了一种面向表达式的编程范式,这是一种更符合函数式思想的编程范式,在原本的语句中,我们的代码大多是带有副作用的,因为这就是语句的意义,通过副作用来影响外界,但是在面向函数的编程中,我们则是希望尽可能的减少代码的副作用,因此我们会希望各种结构带有返回值

Scala

判断结构

scala
@main def main(): Unit = {  
  val a=1  
  val b=if (a<3){  
    a+1
    1  
  }else{  
    2  
  }  
}

我们可以看出判断语句是自带返回值的,返回值可以直接写在代码块的最后一行,表示其作为返回值

这也是为什么Scala中没有三目表达式的原因,因为不需要,你可以使用if-else语句很自然的写出三目表达式

scala
val a=true
val b=if(a) 1 else 2

循环结构

for语句基于一个可以被遍历的类实例

scala
val ints=List(1,2,3)
for(item <- ints){
	println(item)
}

其中 i <- ints 这一部分被称之为生成器,顾名思义就是用来产生item这个元素的

由于for表达式的特殊性(你无法很明确的得知返回值的具体类型及数量),Scala没有直接将for表达式化,而是采用 yield 关键字来实现for的表达式

scala
val ints=List(1,2,3)
val list=for(item <- ints)yield{
	item
}

与判断语句if一样,代码块的最后一行就是返回值,最后返回值会是一个列表

你也可以获取带下标的循环

scala
val myList = List("A", "B", "C", "D")

for ((element, index) <- myList.zipWithIndex) {
  println(s"索引: $index, 元素: $element")
}

除此之外就是Scala for的两个强大的语法了——守卫和多生成器

我们先来看一下守卫,其实就是C语言中for对i判断的写法的增强

scala
val list = for (  
  item <- ints  
  if item > 1  
) yield {  
  item  
}

守卫的作用就是对生成器中产生的数据进行一个判断

再然后是多生成器

scala
@main def main(): Unit = {

  val ints1 = List(1, 2, 3, 7, 8, 9)
  val ints2 = List(4, 5, 6)

  for(
    i <- ints1;
    j <- ints2;
    if i < j
  ){
    print(s"${i+j} ")
  }
  //运行结果为 5 6 7 6 7 8 7 8 9 
}

根据结果我们不难看出,这其实就是执行了一个双重循环,并且在双重循环的过程中都执行了以下守卫的内容

由此我们就可以实现多守卫多生成器

得益于Scala对解构语法的支持,我们还可以对map使用for

scala
val map = Map(1 -> "one", 2 -> "two", 3 -> "three")  
  
for((num, str)<-  map){  
  println(s"$num -> $str")  
}

也可以这样玩

scala
@main def main(): Unit = {

  val map = Map(1 -> "one", 2 -> "two", 3 -> "three")

  val stringToInt = for ((num, str) <- map) yield {
    println(s"$num -> $str")
    str -> num
  }

  print(stringToInt) 
  
  //Map(one -> 1, two -> 2, three -> 3)
}

至于循环结构中的另一种——while,则是基本和Java一样,因此这里就不提了

细心的小伙伴们可能会发现,Scala中没有break和continue,这是因为Scala并不提倡使用这两个关键字,因为对于函数式编程来说,如果你要是用break或是continue,那么最好的选择是使用递归函数+if替代

除此之外,Scala确实引入了一个break函数用来解决break的缺失,但是并不提倡使用,因为其本子是通过抛出异常来实现的伪break

匹配结构

类似Java的switch Scala也有自己的匹配结构——match,他功能更加强大

scala
val i =1 
val str = i match {
  case 0 => "Sunday"
  case 1 => "Monday"
  case 2 => "Tuesday"
  case 3 => "Wednesday"
  case 4 => "Thursday"
  case 5 => "Friday"
  case 6 => "Saturday"
  case _ => "invalid day"   // 除了上述外的其他值,default语句必须在最后一行,且default语句一旦出现则后面的语句无法抵达
}

然后就是对于缺省值的使用

scala
val i =1 
val str = i match {
  case 0 => "Sunday"
  case 1 => "Monday"
  case 2 => "Tuesday"
  case 3 => "Wednesday"
  case 4 => "Thursday"
  case 5 => "Friday"
  case 6 => "Saturday"
  case what => s"this is $what"   // 除了上述外的其他值
}

但是值得注意的是,缺省值必须使用小写字母开头的变量定义,这就造成了缺省值和变量的冲突,因此Scala中强制如果要在match语句中引入外界变量,则要使用大写字母开头的变量

scala
val i =42
val N = 42
val n=42
i match {
  case 0 => println("1")
  case 1 => println("2")
  case N => println("42")  //会匹配到这里
  case n => println(s"You gave me: $n" )
}

当然,模式匹配也是支持守卫的

scala
val i =42
val N = 42
val n=42
i match {
  case 0 => println("1")
  case 1 => println("2")
  case N if N>42 => println("42") //左脑搏击右脑
  case n => println(s"You gave me: $n" ) //会匹配到这里
}

Scala的match表达式对case class 有着极好的支持,因此你可以这样写代码

scala
case class Person(name: String,age:Int)

def speak(p: Person) = p match {
  case Person(name,_) if name == "Fred" => println(s"$name says, Yubba dubba doo")
  case Person(name,_) if name == "Bam Bam" => println(s"$name says, Bam bam!")
  case _ => println("Watch the Flintstones!")
}

speak(Person("Fred",1))      // "Fred says, Yubba dubba doo"
speak(Person("Bam Bam",2))   // "Bam Bam says, Bam bam!"

在这个代码中我们可以看出守卫模式的意义,在这种复杂的匹配中守卫的作用就很大了

然后值得一提的是Scala的match还支持或的形式

scala
val i=1
i match{
	case 1|2|3|4 => println("small")
	case 5|6|7 => println("big")
	case _ => println("none")
}

最后就是Scala match的逆天功能性了,这里就简单的复制一下Scala Book中的内容

scala
def pattern(x: Matchable): String = x match {

  // 常规匹配
  case 0 => "zero"
  case true => "true"
  case "hello" => "you said 'hello'"
  case Nil => "an empty List"

  // 列表元素匹配
  case List(0, _, _) => "一个0开头长度为3的List"
  case List(1, _*) => "一个1开头且长度不固定的List"
  case Vector(1, _*) => "一个1开头且长度不固定的Vector"

  // 元组匹配
  case (a, b) => s"got $a and $b"
  case (a, b, c) => s"got $a, $b, and $c"

  // 字段匹配
  case Person(first, "Alexander") => s"Alexander, first name = $first"
  case Dog("Zeus") => "found a dog named Zeus"

  // 类型匹配
  case s: String => s"got a string: $s"
  case i: Int => s"got an int: $i"
  case f: Float => s"got a float: $f"
  case a: Array[Int] => s"array of int: ${a.mkString(",")}"
  case as: Array[String] => s"string array: ${as.mkString(",")}"
  case d: Dog => s"dog: ${d.name}"
  case list: List[?] => s"got a List: $list"
  case m: Map[?, ?] => m.toString

  // the default wildcard pattern
  case _ => "Unknown"
}

Kotlin

Kotlin在设计上很大程度的吸取了Scala的经验,但是去掉了一些过于繁重的功能

判断结构

与Scala类似,Kotlin的判断语句也是表达式的形式,因此你也可以这样写

kotlin
val i=1  
val a= if(i==1) 1 else 2

循环结构

也是与Scala类似

kotlin
val list=mutableListOf(1,2,3)  
for(item in list){  
    println(item)  
}

如果你想要下标可以使用 withIndex 方法

kotlin
val list=mutableListOf(1,2,3)
    for((index,item) in list.withIndex()){
        println("$index - $item")
    }

当然也少不了Map

kotlin
val list=mutableMapOf(
    1 to "one",
    2 to "two",
    3 to "three"
)
for((index,item) in list){
	println("$index - $item")
}

但是Kotlin中的for循环并不支持返回值,也就是说Kotlin的for循环是纯粹的语句而无表达式的形式

至于continue和break,Kotlin则是进行了保留,并且使用了独特的标签语0法进行了功能上的增强

kotlin
loop@ for (i in 1..100) {
    for (j in 1..100) {
        if (……) break@loop
    }
}

对于方法而言,你可以直接使用方法名作为标签

kotlin
listOf(1, 2, 3, 4, 5).forEach {
        if (it == 3) return@forEach // 局部返回到该 lambda 表达式的调用者——forEach 循环
        print(it)
}
// 打印结果为1245

这里的return@forEach 实际上起到的是类似正常循环结构中的continue的功能,如果你要实现真正意义上的break可以这样写

kotlin
run loop@ {
        listOf(1, 2, 3, 4, 5).forEach {
            if (it == 3) return@loop // 局部返回到该 lambda 表达式的调用者——forEach 循环
            print(it)
        }
    }

匹配结构

Kotlin中的匹配基于when关键字,他和Scala一样也是一个表达式

kotlin
val a=1
val b=when(a){
	1 -> 2
	else -> print("null")  //这里返回的类是Unit,故b的类型是Any
}

比较特别的是Kotlin中的when可以没有主语(也就是小括号的那一部分),如果去除之后就是一个类似if的功能

kotlin
val message = when {
    a > b -> "a is greater than b"
    a < b -> "a is less than b"
    else -> "a is equal to b"
} //这里必须要注意的是,如果没有主语,那么必须存在else

同样的,也支持或条件

kotlin
when(a){
	1,2,3-> 1
	else -> 2
}

然后就是一些花式使用了

kotlin
val obj = 1  
when(obj){  
    is String -> "是不是String类型"  
    in 1..10  -> "判断是否在列表中"  
    !in 1..10 -> "如果不是呢?"  
}

特殊的主语引入语法(其实就是在小括号中定义主语)

kotlin
 when (val response = executeRequest()) { // <--- 这里的 `val response = executeRequest()` 就是主语引入
        is Success -> response.body
        is HttpError -> throw HttpException(response.status)
    }

值得一提的是,Kotlin实际上也有守卫语法,但是是作为实验语法存在,不过在最新的JDK25中,Java正式将switch守卫语法加入到LTS版本中,相信不久后的Kotlin也会正式加入这一功能

类似Builder的传参形式

《Effective Java》第三版的第二条提到当构造方法的参数过多时应该使用builder模式,这是因为当参数过多时,你很难按照构造方法规定的顺序去将参数一一对应的传入,这一点也适用于一些参数较多的方法(当然,当一个方法的参数较多时,我们就应该考虑是否要将他拆分为两个方法并且使用lambda/方法参数的方式来将其进行优化,虽然Java中对于这一块的支持并不是很好)

在Kotlin和Scala中,这一问题得到了优化,我们可以通过参数名=的方式进行优化

kotlin
fun main() { 
    val person = Person(name="CoteNite", age =  21)  
}  
  
data class Person(  
    val name: String,  
    val age:Int  
)
scala
@main def main(): Unit = {  
	val person = Person(name = "CoteNite", age = 21)
}  
case class Person(name: String,age:Int)

除此之外,你还可以通过为参数设置默认值的方式来决定其是否必须被传入

scala
@main def hello(): Unit = {
  test(value="hello")
  test(value="hello", value2="world")
}

def test(value:String,value2:String=""): Unit = {
  println(s"$value $value2")
}

语法层面的单例实现

单例模式是一种很优秀的设计模式,我们会经常使用单例模式来实现一些工具类

在Java中,你要实现单例模式是有些困难的,因此Scala和Kotlin内置了单例模式

scala
@main def hello(): Unit = {  
  Util.add(1)  
}  
  
object Util {  
  def add(num:Int): Int = num+1  
}
kotlin
fun main() {  
    Util.add(1)  
}  
  
object Util{  
    fun add(num: Int): Int = num+1  
    }

基于函数式实现的try-with-resource

在《Effective Java》第三版的第九条中提倡使用try-with-resource语法来代替try-finally语法,try-with-resource 是Java中的一个极其实用的语法糖,他的诞生是为了取代使用try-final来实现Closeable类的自动关闭

java
public static void main(String[] args) throws IOException {  
    try(FileInputStream fis = new FileInputStream("d:/a.txt");){  
        //一些代码  
    }  
}

但是这种写法更像是一种面向过程的写法,在Scala和Kotlin中,他们认为这种写法或许应该有所改变

在Scala和Kotlin中取消了这种形式,并且两者各有不同

Scala中使用Using类来实现try-with-resource,这是一种函数式的实现方式,在Scala的世界里,它会将一个Closeable的类定义为当前代码的上下文

scala
Using(new BufferedReader(new FileReader("d:/a.txt"))){reader =>  
   
}

而在Kotlin中,则更加方便,Kotlin提供了一个use方法,只需要对Closeable类使用其use方法就可以实现try-with-resource

kotlin
fun main() {  
    BufferedReader(FileReader("d:/a.txt")).use { it ->  
		    
	    }  
    }
本站访客数 人次      本站总访问量