Scala что за язык программирования
Зачем нужен Scala?
Разбираем, почему это не самый популярный язык.
Встречали в вакансиях позицию разработчика на Scala? Это редкий зверь, но платят нормально. Разберёмся, что это такое и зачем нужно.
Разработчик языка рассчитывал, что Scala станет преемником Java: он наследует многое хорошее из Java, работает по схожим принципам и добавляет что-то своё. И хотя Scala не стал таким же распространённым, всё равно стоит понять, из чего он сделан.
Плюсы Scala
Scala, как и Java, работает под JVM — виртуальной машиной Java (Java Virtual Machine). JVM — это такая прослойка между программой и железом. Благодаря этой прослойке один и тот же код можно исполнить на чём угодно, для чего есть JVM: и на компьютере, и на терминале оплаты, и на умном холодильнике. Не нужно каждый раз думать: «А какие там драйверы экрана?» или «С какой скоростью работает сетевой шлюз?» — всё это берёт на себя JVM, а мы пишем только логику и интерфейс.
Минусы Scala
Но если всё было бы так просто, про Java все давно бы забыли, но этого не произошло. Более того, сейчас не так много Scala-вакансий на рынке, чтобы говорить о популярности этого языка. На это есть несколько причин:
Синтаксис
С точки зрения кода в Scala всё то же самое, что и в Java-языках, кроме некоторых ООП-особенностей, поэтому начнём с привычных деталей, а потом перейдём к отличиям.
Основы. Каждая команда заканчивается точкой с запятой, а присваивание и математические операторы такие же, как в Java и JavaScript.
Типов данных — много, как в любом типизированном языке. Как и в Ruby, каждый тип — это объект, который можно менять, добавлять в него новые методы.
Переменные. Объявляются с помощью служебных слов val и var, но разница между ними в Scala настолько размытая и непрозрачная, что иногда даже опытным разработчикам сложно понять, какое слово будет уместнее в каждой ситуации.
Условные операторы и циклы. Всё привычно — for, while и do-while, но с одним отличием: в цикле for применяется упрощённая запись для организации переменной цикла. Обратите внимание на код ниже — сколько танцев с бубном ради одного цикла, который сам занимает три строки (не считая комментария):
Кто и для чего использует Scala
У Scala нет явно выраженной области применения, как у некоторых других языков. С другой стороны, из-за объединения ООП и функционального программирования этот язык прижился в тех командах, которым нужно совмещать в работе оба подхода.
Второе преимущество — возможность запустить код в любом JVM-окружении, поэтому Scala выбирают те, кому нравится объектный подход, но не нравится то, как это сделано в Java.
Основные популярные фреймворки — Play и Lift, и их используют в основном СМИ и новостные сайты:
С чего начать
Если хотите изучить основы Scala и попробовать свои силы в объектно-ориентированном программировании в мире Java, то вот с чего можно начать.
Большая статья в RSDN Magazine — «Обзор языка программирования Scala». Хороший и понятный материал, но подан в сухом академическом стиле.
«Scala в примерах» в Викиучебнике — написано попроще, но без введения для новичков.
«Руководство по Scala» в Записках задумчивого программиста — просто, понятно, но иногда автор не даёт подробных объяснений тому, что происходит в коде.
Национальная библиотека им. Н. Э. Баумана
Bauman National Library
Персональные инструменты
Scala (язык программирования)
Содержание
История
Язык был создан в 2001—2004 годах в Лаборатории методов программирования EPFL. Он стал результатом исследований, направленных на разработку улучшенной языковой поддержки компонентного ПО. За основу при разработке языка были взяты 2 идеи:
Объектно-ориентированный язык
Функциональный язык
Каждая функция — это значение. Язык предоставляет легковесный синтаксис для определения анонимных и карринговых функций. Каждая конструкция возвращает значение. Сопоставление с образцом естественно расширяется к обработке XML c помощью регулярных выражений.
Интеграция
Scala рассчитана на взаимодействие с такими ведущими платформами, как Java или C#. Она разделяет с этими языками большинство основных операторов, типов данных и управляющих структур.
Классы и объекты в Scala могут наследовать от Java-классов и реализовать Java-интерфейсы. Это позволяет использовать Scala-код во фреймворке Java. Например, Scala-класс мог бы реализовывать интерфейс java.util.EventListener. Экземпляры этого класса затем можно оповещать о событиях, поступающих от Java-кода.
Особенности языка
Пример № 1
В качестве первого пример мы возьмём стандартную программу Hello World.
Всё является объектами
В Scala всё является объектами, включая числа или функции. Этим Scala отличается от Java, поскольку в Java разделены примитивные типа (например boolean или int) и ссылочные типы, а также нет возможности работать с функциями как со значением. Числа – это объекты Поскольку числа являются объектами, они также имеют методы. На самом деле, следующее арифметическое выражение:
состоит исключительно из вызовов методов и эквиваленто следующему выражению:
Это также означает, что символы +, * – валидные идентификаторы в Scala. Скобки вокруг чисел необходимы, поскольку лексический анализатор Scala использует наиболее длинное правило сопоставления для токенов. То есть разобьёт следующие выражение
Классы
Этот класс может принимать два аргумента, которые являются действительной и мнимой частью комплексного числа. Эти аргументы должны быть переданы при создании объектов класса Complex: new Complex(1.5, 2.3). Этот класс содержит два метода re и im для получения этих двух частей. Следует отметить, что тип возвращаемого значения этих двух методов задан неявно. Он будет автоматически определён компилятором, который рассмотрит правую часть этих методов и решит что в обоих случаях тип возвращаемого значения будет Double.
Методы без аргументов
Небольшая проблема методов re и im заключается в том, что для того, чтобы вызвать их необходимо указывать пару пустых скобок после имени метода, как например в следующем примере:
Было бы лучше иметь возможность получить доступ к действительной и мнимой части, как если бы они были обычными полями и не указывать пару пустых скобок. Это вполне выполнимо в Scala, просто определяя метод без аргументов. Такие методы отличаются от методов с нулевым количество аргументов тем, что не нужно писать скобки после их имени, ни при определение, ни при использовании. Итак, наш класс Complex может быть переписан следующим образом:
Язык программирования Scala: скала, которую стоит покорить
Современные разработчики хотят от новых языков программирования краткости, понятности и типобезопасности. Именно таким был создан Scala. Впрочем, называть его новым не совсем верно – разработка Scala ведется уже 15 лет.
В июльском рейтинге RedMonk язык Scala занял 12 позицию. И это повод присмотреться к нему подробнее.
Общая информация
Scala – мультипарадигмальный язык программирования, который унаследовал изобразительные возможности от нескольких языков. Например, он напоминает и Java, и C#, но с гораздо большими возможностями.
Разработала Scala команда из Федеральной политехнической школы Лозанны под руководством Мартина Одерски. Он также занимался созданием Generic Java и компилятора Java фирмы Sun. В 2001 году Одерски решил создать типобезопасный язык для решения научных задач и улучшить языковую поддержку компонентного программного обеспечения.
Разработчики преследовали две основные цели:
Масштабируемость языка: с помощью одних и тех же концепций можно было бы описывать и мелкие, и крупные части.
Масшабируемая поддержка компонентов: унификация и обобщение функционального и объектно-ориентированного программирования.
Scala реализован для платформ Java и JavaScript. Разработчики верят, что он станет преемником Java, обеспечив возможность быстрого создания компонентного программного обеспечения благодаря типобезопасности, лаконичности и высокой мощности.
Компиляторы и библиотеки Scala распространяются под лицензией BSD (Berkeley Software Distribution license – программная лицензия университета Беркли).
Особенности
В Scala используется единообразная объектная модель: значение представляет собой объект, а операция – вызов метода. При этом функции являются полноправными значениями – так реализуется парадигма функционального программирования. И каждая конструкция языка возвращает значение.
Но, в отличие от Java, в Scala объявляется не класс объекта, а сразу экземпляр объекта. Это естественная реализация шаблона проектирования Singleton («одиночка») – класса с единственным экземпляром.
Язык поддерживает абстракции типов и значений. К примеру, здесь есть гибкие симметричные конструкции примесей для композиции классов и типажей. Кроме того, доступны представления для внешних расширений компонентов (views) и поддержка обобщенных функций (generics), в частности, дженериков высшего типажа (generics of a higher kind). Views – очень мощный инструмент, полезный для интеграции. Он позволяет расширять класс новыми членами и типажами. Лаконичность кода на Scala можно продемонстрировать так:
Применение
На Scala созданы два крупных веб-фреймворка: Play и Lift. Play задействует платформы Coursera и Gilt, а самым популярным проектом на Lift является Foursquare. Кроме того, LinkedIn использует микрофреймворк Scalatra для поддержки своего Signal API.
Рывок популярности Scala обусловило и объявление Twitter в 2009 году: сервис микроблогов перевел с Ruby на Scala значительную часть серверного кода и продолжил работу в этом направлении. В 2011 году онлайн-версия газеты The Guardian была переписана с Java на Scala. Разработку на этом языке ведут Novell, Siemens, GridGain. Средство автоматической сборки Sbt, которое является одной из ключевых составляющих инфраструктуры разработки языка, также написано на Scala.
Так как Scala поддерживает «свободное смешивание» с Java, на нем можно писать Android-приложения. А возможность компиляции в JavaScript позволяет разрабатывать веб-приложения.
Почему Scala – выбор молодых и современных
Scala – считают академичным языком, писать на котором смогут немногие. Бытует мнение, что на Scala пишут «умники», а те, кто любит попроще, выбирают Python, Haskell или Erlang. Scala – достаточно сложный язык, но эта сложность позволяет реализовать высокую производительность и нестандартные решения на стыке функционального и объектно-ориентированного программирования.
На Scala будет просто перейти Java-разработчикам. Это прекрасный выбор и в качестве второго языка. 12 место в рейтинге RedMonk – отличный показатель популярности Scala. По сравнению с предыдущим кварталом 2018 года этот язык программирования улучшил свои позиции, поднявшись с 14 места. В других рейтингах позиции Scala не столь высоки: например, в списке TIOBE в мае 2018 года этот язык программирования оказался только 20-м месте. Правда, критерием для присвоения индекса служит количество поисковых запросов, содержащих название языка.
Еще один интересный показатель – «индекс предпочтения» GitHub, относительное количество пользователей языка, которые для следующего проекта в своей области выберут его же. Разочаровавшихся в Scala меньше, чем в Java или С++:
Количество пользователей, которые выберут Scala для работы над следующим проектом
Но есть и минусы: из-за сложности Scala – не лучший выбор, чтобы создавать большие проекты и сразу отдавать код в продакшн. Кроме того, курсов по обучению этому языку программирования достаточно мало, так что это язык самообразования.
Быстрый старт со Scala для начинающих и не очень
Авторизуйтесь
Быстрый старт со Scala для начинающих и не очень
Scala – строгий статически типизированный JVM-based язык, успешно совмещающий парадигмы объектно-ориентированного и функционального программирования. В языке есть классы, функции высшего порядка, анонимные функции, обобщенное программирование. Использование Java-кода из Scala не вызывает трудностей, синтаксически языки очень близки. В этой статье мы разберем основные элементы языка, достаточные для того, чтобы начать на нем писать.
Настройка окружения
Scala — язык, работающий на JVM, поэтому для работы требует установленную JDK (минимальная версия 1.6). Ее можно взять отсюда. После установки JDK можно приступить к установке самой Scala. Скачать свежую версию можно на официальном сайте. Последняя версия на момент написания статьи — 2.11.6.
Для того, чтобы сохранить эти настройки, их надо прописать в
На Windows команда немного другая:
Прописать эти опции постоянно можно в настройках системы: Control Panel → Advanced System Settings → Environmental Variables.
После выполнения всех манипуляций можно проверить результат, запустив:
Примечание: если вы устанавливаете sbt, то можете пропустить отдельную установку scala, так как система сборки скачает ее автоматически
Исходники помещаются в папку src/main/scala и src/test/scala по пути, соответствующем иерархии пакетов (как в Java). Чтобы собрать, протестировать и запустить проект, необходимо в любой поддиректории проекта выполнить следующие команды:
или через интерактивную консоль:
Последовательное выполнение команд выглядит немного необычно (обратите внимание на точку с запятой в начале — это особенность синтаксиса):
Отличным помощником в разработке будет REPL (Read-Eval-Print-Loop), или по-другому, интерактивная консоль. Очень удобно проверять в ней небольшие функции, отлаживать код или просто посмотреть возможности языка. Для запуска REPL наберите sbt console в командной строке. Вы увидите примерно следующее:
Все! Можно писать команды на Scala и сразу же их выполнять:
Использование IDE для разработки на Scala не обязательно, однако сильно упрощает процесс. Скала — язык со сложной семантикой, поэтому возможности IDE более ограничены, чем, скажем, при разработке на Java. Тем не менее даже простая подсветка несуществующих методов и автодополнение существующих может сильно облегчить жизнь. Самые популярные IDE для Scala — это IntelliJ IDEA и Eclipse. Для IDEA есть плагин от JetBrains, в случае с Eclipse есть ее вариант Scala IDE.
Переменные, значения и типы.
Аналогичный код на Java будет выглядеть так:
Здесь мы видим сразу несколько приятных особенностей Scala:
Функции, анонимные функции, методы
Аналогичный код на Java:
Вызов метода apply подразумевается по умолчанию, поэтому использование функций внешне выглядит как в Java:
Все четыре вызова функции идентичны. Представление функций в виде объектов позволяет оперировать с ними, как с остальными объектами: передавать в качестве аргументов, возвращать из других функций, расширять дополнительными методами и т.д., что позволяет Scala полноценно поддерживать парадигму функционального программирования.
Конечно, присутствуют анонимные функции (лямбда-функции). Они объявляются так:
Классы и объекты
И аналогичный код на Java:
Как видим, public указывать не обязательно, аргументы конструктора доступны во всем классе, локальное приватное поле создавать также не обязательно.
Аналог на Java будет куда более многословен.
Интерфейсы и трейты
Ключевое слово override необязательно, но его использование является хорошей практикой.
Другие особенности и отличия от Java
Конструкция if / else всегда возвращает значение выражения, которое стоит последним ввыполняемом блоке. Скобки вокруг условия обязательны, скобки вокруг тела, в котором только одна инструкция, можно опустить.
Блок try / catch / finally выглядит в Scala так:
Циклы while ничем не отличаются от варианта в Java:
А циклы for — наоборот, совсем не похожи (о них мы подробнее поговорим в следующей статье):
Заключение
Итак, мы установили и настроили среду разработки для Scala, посмотрели основные элементы языка, сходства с Java и отличия от нее. Этого вполне должно хватить для того, чтобы начать писать простой и рабочий код. В следующей статье мы подробнее рассмотрим элементы функционального программирования, case-классы, pattern-matching и другие высокоуровневые особенности языка.
The Scala Programming Language
Scala combines object-oriented and functional programming in one concise, high-level language. Scala’s static types help avoid bugs in complex applications, and its JVM and JavaScript runtimes let you build high-performance systems with easy access to huge ecosystems of libraries.
Scala runs.
Scala in a Nutshell
click the boxes below to see Scala in action!
Seamless Java Interop
Scala runs on the JVM, so Java and Scala stacks can be freely mixed for totally seamless integration.
Type Inference
So the type system doesn’t feel so static. Don’t work for the type system. Let the type system work for you!
Concurrency & Distribution
Use data-parallel operations on collections, use actors for concurrency and distribution, or futures for asynchronous programming.
Combine Scala and Java seamlessly
Scala classes are ultimately JVM classes. You can create Java objects, call their methods and inherit from Java classes transparently from Scala. Similarly, Java code can reference Scala classes and objects.
Let the compiler figure out the types for you
The Scala compiler is smart about static types. Most of the time, you need not tell it the types of your variables. Instead, its powerful type inference will figure them out for you.
In this interactive REPL session (Read-Eval-Print-Loop), we define a class and two functions. You can observe that the compiler infers the result types of the functions automatically, as well as all the intermediate values.
Go Concurrent or Distributed with Futures & Promises
In Scala, futures and promises can be used to process data asynchronously, making it easier to parallelize or even distribute your application.
Traits
Combine the flexibility of Java-style interfaces with the power of classes. Think principled multiple-inheritance.
Pattern Matching
Think “switch” on steroids. Match against class hierarchies, sequences, and more.
Higher-order functions
Functions are first-class objects. Compose them with guaranteed type safety. Use them anywhere, pass them to anything.
Flexibly Combine Interface & Behavior
In Scala, multiple traits can be mixed into a class to combine their interface and their behavior.
Here, a StarCruiser is a Spacecraft with a CommandoBridge that knows how to engage the ship (provided a means to speed up) and a PulseEngine that specifies how to speed up.
Switch on the structure of your data
Go Functional with Higher-Order Functions
In Scala, functions are values, and can be defined as anonymous functions with a concise syntax.