2. 列表(List)

2.1 List字面量

List 是 Scala 中非常重要的一个数据结构，其与 Array(数组) 非常类似，但是 List 是不可变的，和 Java 中的 List 一样，其底层实现是链表。

scala>  val list = List("hadoop", "spark", "storm")
list: List[String] = List(hadoop, spark, storm)// List 是不可变
scala> list(1) = "hive"
<console>:9: error: value update is not a member of List[String]

2.2 List类型

Scala 中 List 具有以下两个特性：

同构 (homogeneous)：同一个 List 中的所有元素都必须是相同的类型；

协变 (covariant：如果 S 是 T 的子类型，那么 `List[S]` 就是 `List[T]` 的子类型，例如 List[String]` 是 `List[Object]` 的子类型。

需要特别说明的是空列表的类型为 `List[Nothing]`：

scala> List()
res1: List[Nothing] = List()

2.3 构建List

所有 List 都由两个基本单元构成：`Nil` 和 `::`(读作"cons")。即列表要么是空列表 (Nil)，要么是由一个 head 加上一个 tail 组成，而 tail 又是一个 List。我们在上面使用的 `List("hadoop", "spark", "storm")` 最终也是被解释为 ` "hadoop"::"spark":: "storm"::Nil`。

scala>  val list01 = "hadoop"::"spark":: "storm"::Nil
list01: List[String] = List(hadoop, spark, storm)// :: 操作符号是右结合的，所以上面的表达式和下面的等同
scala> val list02 = "hadoop"::("spark":: ("storm"::Nil))
list02: List[String] = List(hadoop, spark, storm)

2.4 模式匹配

Scala 支持展开列表以实现模式匹配。

scala>  val list = List("hadoop", "spark", "storm")
list: List[String] = List(hadoop, spark, storm)scala> val List(a,b,c)=list
a: String = hadoop
b: String = spark
c: String = storm

如果只需要匹配部分内容，可以如下：

scala> val a::rest=list
a: String = hadoop
rest: List[String] = List(spark, storm)

2.5 列表的基本操作

2.5.1 常用方法

object ScalaApp extends App {  val list = List("hadoop", "spark", "storm")// 1.列表是否为空
  list.isEmpty// 2.返回列表中的第一个元素
  list.head// 3.返回列表中除第一个元素外的所有元素 这里输出 List(spark, storm)
  list.tail// 4.tail 和 head 可以结合使用
  list.tail.head// 5.返回列表中除了最后一个元素之外的其他元素；与 tail 相反 这里输出 List(hadoop, spark)
  list.init// 6.返回列表中的最后一个元素 与 head 相反
  list.last// 7.使用下标访问元素list(2)// 8.获取列表长度
  list.length// 9. 反转列表
  list.reverse
}

2.5.2 下标indices

indices 方法返回所有下标。

scala> list.indices
res2: scala.collection.immutable.Range = Range(0, 1, 2)

2.5.3 take & drop & splitAt

take：获取前 n 个元素；

drop：删除前 n 个元素；

splitAt：从第几个位置开始拆分。

scala> list take 2
res3: List[String] = List(hadoop, spark)scala> list drop 2
res4: List[String] = List(storm)scala> list splitAt 2
res5: (List[String], List[String]) = (List(hadoop, spark),List(storm))

2.5.4 flatten

flatten 接收一个由列表组成的列表，并将其进行扁平化操作，返回单个列表。

scala>  List(List(1, 2), List(3), List(), List(4, 5)).flatten
res6: List[Int] = List(1, 2, 3, 4, 5)

2.5.5 zip & unzip

对两个 List 执行 `zip` 操作结果如下，返回对应位置元素组成的元组的列表，`unzip` 则执行反向操作。

scala> val list = List("hadoop", "spark", "storm")
scala> val score = List(10,20,30)scala> val zipped=list zip score
zipped: List[(String, Int)] = List((hadoop,10), (spark,20), (storm,30))scala> zipped.unzip
res7: (List[String], List[Int]) = (List(hadoop, spark, storm),List(10, 20, 30))

2.5.6 toString & mkString

toString 返回 List 的字符串表现形式。

scala> list.toString
res8: String = List(hadoop, spark, storm)

如果想改变 List 的字符串表现形式，可以使用 mkString。mkString 有三个重载方法，方法定义如下：

// start：前缀  sep：分隔符  end:后缀
def mkString(start: String, sep: String, end: String): String =addString(new StringBuilder(), start, sep, end).toString// seq 分隔符
def mkString(sep: String): String = mkString("", sep, "")// 如果不指定分隔符 默认使用""分隔
def mkString: String = mkString("")

使用示例如下：

scala> list.mkString
res9: String = hadoopsparkstormscala>  list.mkString(",")
res10: String = hadoop,spark,stormscala> list.mkString("{",",","}")
res11: String = {hadoop,spark,storm}

2.5.7 iterator & toArray & copyToArray

iterator 方法返回的是迭代器，这和其他语言的使用是一样的。

object ScalaApp extends App {  val list = List("hadoop", "spark", "storm")  val iterator: Iterator[String] = list.iteratorwhile (iterator.hasNext) {println(iterator.next)}
}

toArray 和 toList 用于 List 和数组之间的互相转换。

scala> val array = list.toArray
array: Array[String] = Array(hadoop, spark, storm)scala> array.toList
res13: List[String] = List(hadoop, spark, storm)

copyToArray 将 List 中的元素拷贝到数组中指定位置。

object ScalaApp extends App {  val list = List("hadoop", "spark", "storm")
  val array = Array("10", "20", "30")  list.copyToArray(array,1)println(array.toBuffer)
}// 输出 ：ArrayBuffer(10, hadoop, spark)

2.6列表的高级操作

2.6.1 列表转换：map & flatMap & foreach

map 与 Java 8 函数式编程中的 map 类似，都是对 List 中每一个元素执行指定操作。

scala> List(1,2,3).map(_+10)
res15: List[Int] = List(11, 12, 13)

flatMap 与 map 类似，但如果 List 中的元素还是 List，则会对其进行 flatten 操作。

scala> list.map(_.toList)
res16: List[List[Char]] = List(List(h, a, d, o, o, p), List(s, p, a, r, k), List(s, t, o, r, m))scala> list.flatMap(_.toList)
res17: List[Char] = List(h, a, d, o, o, p, s, p, a, r, k, s, t, o, r, m)

foreach 要求右侧的操作是一个返回值为 Unit 的函数，你也可以简单理解为执行一段没有返回值代码。

scala> var sum = 0
sum: Int = 0scala> List(1, 2, 3, 4, 5) foreach (sum += _)scala> sum
res19: Int = 15

2.6.2 列表过滤：filter & partition & find & takeWhile & dropWhile & span

filter 用于筛选满足条件元素，返回新的 List。

scala> List(1, 2, 3, 4, 5) filter (_ % 2 == 0)
res20: List[Int] = List(2, 4)

partition 会按照筛选条件对元素进行分组，返回类型是 tuple(元组)。

scala> List(1, 2, 3, 4, 5) partition (_ % 2 == 0)
res21: (List[Int], List[Int]) = (List(2, 4),List(1, 3, 5))

find 查找第一个满足条件的值，由于可能并不存在这样的值，所以返回类型是 `Option`，可以通过 `getOrElse` 在不存在满足条件值的情况下返回默认值。

scala> List(1, 2, 3, 4, 5) find (_ % 2 == 0)
res22: Option[Int] = Some(2)val result: Option[Int] = List(1, 2, 3, 4, 5) find (_ % 2 == 0)
result.getOrElse(10)

takeWhile 遍历元素，直到遇到第一个不符合条件的值则结束遍历，返回所有遍历到的值。

scala> List(1, 2, 3, -4, 5) takeWhile (_ > 0)
res23: List[Int] = List(1, 2, 3)

dropWhile 遍历元素，直到遇到第一个不符合条件的值则结束遍历，返回所有未遍历到的值。

// 第一个值就不满足条件,所以返回列表中所有的值
scala> List(1, 2, 3, -4, 5) dropWhile  (_ < 0)
res24: List[Int] = List(1, 2, 3, -4, 5)scala> List(1, 2, 3, -4, 5) dropWhile (_ < 3)
res26: List[Int] = List(3, -4, 5)

span 遍历元素，直到遇到第一个不符合条件的值则结束遍历，将遍历到的值和未遍历到的值分别放入两个 List 中返回，返回类型是 tuple(元组)。

scala> List(1, 2, 3, -4, 5) span (_ > 0)
res27: (List[Int], List[Int]) = (List(1, 2, 3),List(-4, 5))

2.6.3 列表检查：forall & exists

forall 检查 List 中所有元素，如果所有元素都满足条件，则返回 true。

scala> List(1, 2, 3, -4, 5) forall ( _ > 0 )
res28: Boolean = false

exists 检查 List 中的元素，如果某个元素已经满足条件，则返回 true。

scala>  List(1, 2, 3, -4, 5) exists (_ > 0 )
res29: Boolean = true

2.6.4 列表排序：sortWith

sortWith 对 List 中所有元素按照指定规则进行排序，由于 List 是不可变的，所以排序返回一个新的 List。

scala> List(1, -3, 4, 2, 6) sortWith (_ < _)
res30: List[Int] = List(-3, 1, 2, 4, 6)scala> val list = List( "hive","spark","azkaban","hadoop")
list: List[String] = List(hive, spark, azkaban, hadoop)scala> list.sortWith(_.length>_.length)
res33: List[String] = List(azkaban, hadoop, spark, hive)

2.7 List对象的方法

上面介绍的所有方法都是 List 类上的方法，下面介绍的是 List 伴生对象中的方法。

2.7.1 List.range

List.range 可以产生指定的前闭后开区间内的值组成的 List，它有三个可选参数: start(开始值)，end(结束值，不包含)，step(步长)。

scala>  List.range(1, 5)
res34: List[Int] = List(1, 2, 3, 4)scala> List.range(1, 9, 2)
res35: List[Int] = List(1, 3, 5, 7)scala> List.range(9, 1, -3)
res36: List[Int] = List(9, 6, 3)

2.7.2 List.fill

List.fill 使用指定值填充 List。

scala> List.fill(3)("hello")
res37: List[String] = List(hello, hello, hello)scala> List.fill(2,3)("world")
res38: List[List[String]] = List(List(world, world, world), List(world, world, world))

2.7.3 List.concat

List.concat 用于拼接多个 List。

scala> List.concat(List('a', 'b'), List('c'))
res39: List[Char] = List(a, b, c)scala> List.concat(List(), List('b'), List('c'))
res40: List[Char] = List(b, c)scala> List.concat()
res41: List[Nothing] = List()

2.8处理多个List

当多个 List 被放入同一个 tuple 中时候，可以通过 zipped 对多个 List 进行关联处理。

// 两个 List 对应位置的元素相乘
scala> (List(10, 20), List(3, 4, 5)).zipped.map(_ * _)
res42: List[Int] = List(30, 80)// 三个 List 的操作也是一样的
scala> (List(10, 20), List(3, 4, 5), List(100, 200)).zipped.map(_ * _ + _)
res43: List[Int] = List(130, 280)// 判断第一个 List 中元素的长度与第二个 List 中元素的值是否相等
scala>  (List("abc", "de"), List(3, 2)).zipped.forall(_.length == _)
res44: Boolean = true

2.9 缓冲列表ListBuffer

上面介绍的 List，由于其底层实现是链表，这意味着能快速访问 List 头部元素，但对尾部元素的访问则比较低效，这时候可以采用 `ListBuffer`，ListBuffer 提供了在常量时间内往头部和尾部追加元素。

import scala.collection.mutable.ListBufferobject ScalaApp extends App {  val buffer = new ListBuffer[Int]// 1.在尾部追加元素
  buffer += 1
  buffer += 2// 2.在头部追加元素3 +=: buffer// 3. ListBuffer 转 List
  val list: List[Int] = buffer.toListprintln(list)
}//输出：List(3, 1, 2)

3.集合(Set)

Set 是不重复元素的集合。分为可变 Set 和不可变 Set。

3.1 可变Set

object ScalaApp extends App {// 可变 Set
  val mutableSet = new collection.mutable.HashSet[Int]// 1.添加元素
  mutableSet.add(1)
  mutableSet.add(2)
  mutableSet.add(3)
  mutableSet.add(3)
  mutableSet.add(4)// 2.移除元素
  mutableSet.remove(2)// 3.调用 mkString 方法 输出 1,3,4println(mutableSet.mkString(","))// 4. 获取 Set 中最小元素println(mutableSet.min)// 5. 获取 Set 中最大元素println(mutableSet.max)}

3.2 不可变Set

不可变 Set 没有 add 方法，可以使用 `+` 添加元素，但是此时会返回一个新的不可变 Set，原来的 Set 不变。

object ScalaApp extends App {// 不可变 Set
  val immutableSet = new collection.immutable.HashSet[Int]  val ints: HashSet[Int] = immutableSet+1println(ints)}// 输出 Set(1)

3.3 Set间操作

多个 Set 之间可以进行求交集或者合集等操作。

object ScalaApp extends App {// 声明有序 Set
  val mutableSet = collection.mutable.SortedSet(1, 2, 3, 4, 5)
  val immutableSet = collection.immutable.SortedSet(3, 4, 5, 6, 7)// 两个 Set 的合集  输出：TreeSet(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)println(mutableSet ++ immutableSet)// 两个 Set 的交集  输出：TreeSet(3, 4, 5)println(mutableSet intersect immutableSet)}