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1. 实验室名称：

大数据实验教学系统

2. 实验项目名称：

Scala函数式编程

3. 实验学时：

4. 实验原理：

1、Scala函数
  当程序越来越大，你需要将代码细化为小的容易管理的模块。Scala 支持多种方法来细化程序代码，这些方法也为有经验的程序员已经掌握的：使用函数。
  Scala中函数可以不依赖于类、对象、接口单独存在，函数可以作为函数的参数、返回值。
2、Scala高阶函数
  高阶函数是函数式编程里面一个非常重要的特色，所谓的高阶函数，即某个函数的参数或返回值也是函数，这样的函数被称为”高阶函数”。

5. 实验目的：

掌握Scala函数式编程
  掌握Scala常用高阶函数

6. 实验内容：

1、学习使用Scala函数式编程
  2、学习Scala高阶函数的应用。

7. 实验器材（设备、虚拟机名称）：

硬件：x86_64 ubuntu 16.04服务器
  软件：JDK 1.8.162，Scala-2.11.11

8. 实验步骤：

8.1 Scala函数式编程

1、函数字面量。
  函数字面量指的是在源代码中的一个未命名函数或匿名函数。在程序中可以像使用一个字符串变量一样使用它。它还可以作为一个输入参数传递给一个高阶方法或高阶函数。另外，它也可以被赋给一个变量。
  请启动shell，在paste模式下，键入以下代码:

1.	//定义函数
2.	(x:Int) => {println("hello");println(x + x)}
3.	    　
4.	//一切皆对象，当然函数也是对象，所以可以将它赋给一个变量
5.	val func = (x:Int) => {println("hello");println(x + x)}
6.	    　
7.	//执行函数
8.	func(2)
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按下”Ctrl+D”，执行以上代码。输出结果如下：

hello
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2

2、定义函数和调用函数。
  在Scala中函数可以不依赖于类、对象、接口单独存在，函数可以作为函数的参数、返回值。
  在shell中，键入以下代码，定义函数fun1:

1.	def fun1(name:String){
2.	    println(name)
3.	}
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执行以上代码。输出结果如下：

fun1: (name: String)Unit
1

将函数赋值给fun1_v:

1.	val fun1_v = fun1 _
1

执行以上代码。输出结果如下：

fun1_v: String => Unit = <function1>
1

调用函数fun1:

1.	fun1("spark")
1

执行以下代码。输出结果如下：

spark
1

调用函数fun1_v:

1.	fun1_v("spark")
1

执行以上代码。输出结果如下：

spark
1

下面我们定义一个名为”add”的函数，可以实现数字的相加并返回和。在paste模式下，键入以下代码:

1.	def add(x:Int,y:Int):Int = {
2.	    println("这是一个对两个整数进行求和的函数")
3.	    x + y
4.	}
5.	    　
6.	// 通过函数名来调用函数（方法）
7.	add(4,6)
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按下”Ctrl+D”，执行以上代码。输出结果如下：
这是一个对两个整数进行求和的函数

add: (x: Int, y: Int)Int
res21: Int = 10
1
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3、匿名函数。
  为了使用简洁，将函数直接赋值给变量，使用函数时通过调用变量实现，称为匿名函数。
  在paste模式下，键入以下代码:

1.	//定义匿名函数
2.	val fun2 = (content:String) => println(content)
3.	fun2("spark")
1
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3

按下”Ctrl+D”，执行以上代码。输出结果如下：

spark
1

8.2 高阶函数

接收函数参数的函数，或者返回函数的函数，称为”高阶函数”。
  1、当参数为函数时。
  在paste模式下，键入以下代码:

1.	//定义匿名函数
2.	val hiScala = (content:String) => println(content)  
3.	    　
4.	//定义高阶函数
5.	def bigData(func:(String) => Unit, content:String){
6.	    func(content)
7.	}   
8.	    　
9.	// 调用高阶函数
10.	bigData(hiScala, "spark")
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按下”Ctrl+D”，执行以上代码。输出结果如下：

spark
1

2、当返回值为函数时。
  在paste模式下，键入以下代码:

1.	def func_Returned(content:String) = (message:String) => println(content + " " + message)
2.	    　
3.	val returned = func_Returned("spark")
4.	    　
5.	returned("scala")
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按下”Ctrl+D”，执行以上代码。输出结果如下：

spark scala
1

如果在函数的函数体中，某个输入参数的值只使用了一次，此时可以将参数名称省略，用下划线“_”表示。例如，在paste模式下，键入以下代码:

1.	// 定义函数
2.	def spark(func:(String) => Unit, name:String){
3.	    func(name)
4.	}
5.	    　
6.	// 调用函数
7.	spark((name:String) => println(name), "scala")
8.	    　
9.	// 类型推断
10.	spark(name => println(name), "scala") 
11.	    　
12.	// 进一步简化
13.	spark(println(_), "scala")  
14.	    　
15.	// 只有一个参数，直接省略
16.	spark(println, "scala")
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按下”Ctrl+D”，执行以上代码。输出结果如下：

scala
scala
scala
scala
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3、闭包。
  当函数的变量超出其有效作用域时，仍然可以对函数内部变量进行访问，这样的函数被称为”闭包”。
  例如，在paste模式下，键入以下代码:

1.	def scala(content:String) = (message:String) => println(content + " " + message)
2.	    　
3.	val funcResult = scala("spark")  // 执行完毕后content的内容仍然可以被访问
4.	funcResult("flink")  // 此时变量content的值Spark超出了函数scala的作用域，但依旧可以成功访问，即为闭包
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按下”Ctrl+D”，执行以上代码。输出结果如下：

spark flink
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4、函数柯里化。
  函数柯里化指的是，把接受多个参数的函数变换成接受一个单一参数（最初函数的第一个参数）的函数，并且返回接受余下的参数而且返回结果的新函数的技术。柯里化本身也用到了闭包。
  在paste模式下，键入以下代码:

1.	def sum(x:Int, y:Int) = x + y                //未柯里化
2.	println(sum(1, 2))
3.	　　
4.	def sum_Currying(x:Int) = (y:Int) => x + y    //柯里化
5.	println(sum_Currying(1)(2))
6.	　　
7.	def sum_Currying_better(x:Int)(y:Int) = x + y    //代码简化
8.	println(sum_Currying_better(1)(2))
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按下”Ctrl+D”，执行以上代码。输出结果如下：

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5、嵌套函数
  Scala允许用户在函数中定义函数，这称为嵌套函数。其中内部函数称为局部函数。
  在paste模式下，键入以下代码:

1.	// 函数定义
2.	def movieAndDisplay(movieId:Int,movieName:String) = {
3.	　　
4.	  // 局部函数定义
5.	  def getMovieDetails(movieId:Int,movieName:String):String = {
6.	     s" movieId是${movieId},电影名称是${movieName}"
7.	  }
8.	　　
9.	  // 局部函数定义
10.	  def display{
11.	    println(getMovieDetails(movieId,movieName))
12.	  }
13.	　　
14.	  // 局部函数调用
15.	  display
16.	}
17.	　　
18.	// 外部函数调用
19.	movieAndDisplay(123,"东成西就")
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按下”Ctrl+D”，执行以上代码。输出结果如下：

movieId是123,电影名称是东成西就
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9. 实验结果及分析：

实验结果运行准确，无误

10. 实验结论：

经过本节实验的学习，通过学习Scala函数式编程，进一步巩固了我们的scala基础。

11. 总结及心得体会：

经过本节实验的学习，学习了使用Scala进行函数式编程,掌握了Scala常用高阶函数。函数式编程是用于数据分析（如Spark）的重要编程能力，必须重点掌握。