Scala函数式编程入门：高阶函数与多态函数

### Scala函数式编程入门：高阶函数与多态函数 #### 1. 编写第一个高阶函数 在编程中，我们常常会遇到一些功能相似的函数。例如，有两个函数`formatAbs`和`formatFactorial`： ```scala private def formatAbs(x: Int) = { val msg = "The absolute value of %d is %d." msg.format(x, abs(x)) } private def formatFactorial(n: Int) = { val msg = "The factorial of %d is %d." msg.format(n, factorial(n)) } ``` 这两个函数的结构非常相似，我们可以将它们泛化为一个高阶函数`formatResult`： ```scala def formatResult(name: String, n: Int, f: Int => Int) = { val msg = "The %s of %d is %d." msg.format(name, n, f(n)) } ``` `formatResult`函数接受一个字符串`name`、一个整数`n`和一个函数`f`作为参数。这里的`f`是一个从`Int`到`Int`的函数。我们可以将`abs`或`factorial`作为`f`参数传递给`formatResult`： ```scala scala> formatResult("absolute value", -42, abs) val res0: String = "The absolute value of -42 is 42." scala> formatResult("factorial", 7, factorial) val res1: String = "The factorial of 7 is 5040." ``` 在高阶函数中，通常使用像`f`、`g`和`h`这样的短变量名作为参数名，这是一种常见的约定。 #### 2. 多态函数：类型抽象 到目前为止，我们定义的函数大多是单态函数，即只对一种类型的数据进行操作。例如，`abs`和`factorial`函数只适用于`Int`类型的参数，高阶函数`formatResult`也只能处理接受`Int`类型参数的函数。而多态函数则可以对多种类型的数据进行操作。 ##### 2.1 多态函数示例 以`findFirst`函数为例，最初它是一个单态函数，用于在`String`数组中查找某个`String`的第一个索引： ```scala def findFirst(ss: Array[String], key: String): Int = { @annotation.tailrec def loop(n: Int): Int = { if n >= ss.length then -1 else if ss(n) == key then n else loop(n + 1) } loop(0) } ``` 我们可以将其改写为多态函数，使其适用于任何类型`A`的数组： ```scala def findFirst[A](as: Array[A], p: A => Boolean): Int = { @annotation.tailrec def loop(n: Int): Int = { if n >= as.length then -1 else if p(as(n)) then n else loop(n + 1) } loop(0) } ``` 在这个多态版本中，我们使用了类型参数`[A]`，并接受一个函数`p`来测试数组中的元素。 ##### 2.2 使用匿名函数调用高阶函数 在使用高阶函数时，