Показать меню

Scala (язык программирования)

28.03.2021
31

Scala — мультипарадигмальный язык программирования, спроектированный кратким и типобезопасным для простого и быстрого создания компонентного программного обеспечения, сочетающий возможности функционального и объектно-ориентированного программирования.

Первые версии языка созданы в 2003 году коллективом лаборатории методов программирования Федеральной политехнической школы Лозанны под руководством Мартина Одерски, язык реализован для платформ Java и JavaScript. По мнению Джеймса Стрэчена, создателя языка программирования Groovy, Scala может стать преемником языка Java.

История

Язык был создан в 2001—2004 годах в Лаборатории методов программирования EPFL. Он стал результатом исследований, направленных на разработку улучшенной языковой поддержки компонентного программного обеспечения. За основу при разработке языка были взяты две идеи:

  • Язык программирования компонентного ПО должен быть масштабируемым в том смысле, что должна быть возможность с помощью одних и тех же концепций описать как маленькие, так и большие части. Поэтому внимание было сконцентрировано на механизмах абстракции, композиции и декомпозиции вместо введения большого количества примитивов, которые могут быть полезными только на каком-то одном уровне масштабирования.
  • Масштабируемая поддержка компонентов может быть предоставлена языком программирования, унифицирующим и обобщающим объектно-ориентированное и функциональное программирование. Некоторые из основных технических новшеств Scala — это концепции, представляющие собой сплав этих парадигм программирования. В статически типизированных языках, к которым относится Scala, эти парадигмы до сих пор были почти полностью разделены.
  • Язык был выпущен для общего пользования на платформе JVM в январе 2004 года и на платформе .NET в июне 2004 года, в 2016 году создан LLVM-компилятор (Scala Native).

    Истоки дизайна

    На дизайн языка оказали влияние многие языки и исследовательские работы.

    Прежде всего, язык впитал значительное число концепций и синтаксических соглашений Java и C#. Способ выражения свойств во многом заимствован из Sather. Из Smalltalk взята концепция унифицированной объектной модели. Из BETA пришла идея, что всё, включая классы, должно допускать вложенность. Абстрактные типы в Scala очень похожи на абстрактные типы сигнатур в SML и OCaml, обобщённые в контексте полноценных компонентов.

    В некотором смысле Scala — это продолжение работы Pizza. Как и Pizza, Scala компилируется под Java VM, добавляя функции высшего порядка, сопоставление с образцом, конструкции, которые исходно были созданы в сообществе функционального программирования. В то время как Pizza обратно совместима с Java, цель Scala — всего лишь возможность взаимодействия, так что у неё больше степеней свободы в дизайне. Ещё одна цель Scala — предоставить расширенные конструкции для абстракции и композиции компонентов — общая с несколькими недавними исследовательскими разработками.

    Ключевые аспекты языка

    Scala-программы во многом похожи на Java-программы, и могут свободно взаимодействовать с Java-кодом. Язык включает единообразную объектную модель — в том смысле, что любое значение является объектом, а любая операция — вызовом метода. При этом является также функциональным языком в том смысле, что функции — это полноправные значения.

    В Scala включены мощные и единообразные концепции абстракций как для типов, так и для значений. В частности, язык содержит гибкие симметричные конструкции примесей для композиции классов и типажей. Возможно позволяет производить декомпозицию объектов путём сравнения с образцом; образцы и выражения при этом были обобщены для поддержки естественной обработки XML-документов. В целом, эти конструкции позволяют легко выражать самостоятельные компоненты, использующие библиотеки Scala, не пользуясь специальными языковыми конструкциями.

    Язык допускает внешние расширения компонентов с использованием представлений (views). Возможности обобщённого программирования реализуются за счёт поддержки обобщённых функций (generics), в том числе высшего типажа (generics of a higher kind). Кроме различных классических структурных типов данных, в язык включена поддержка экзистенциальных типов.

    Объектно-ориентированный язык

    В языке используется чистая объектно-ориентированная модель, похожая на применяемую в Smalltalk: каждое значение — это объект, и каждая операция — это отправка сообщения. Например, сложение x+y интерпретируется как x.+(y), то есть как вызов метода + с аргументом y и x в качестве объекта-приёмника.

    Рассмотрим другой пример: 1+2. Это выражение интерпретируется как (1).+(2). Обратите внимание, что скобки вокруг чисел обязательны, потому что лексический анализатор Scala разбивает выражение на лексемы по принципу самого длинного возможного сопоставления. Таким образом, выражение 1.+(2) разобьется на лексемы 1.,+ и 2, потому что лексема 1. длиннее лексемы 1 и первый аргумент сложения будет интерпретирован, как тип Double вместо Int.

    Функциональный язык

    Каждая функция — это значение. Язык предоставляет легковесный синтаксис для определения анонимных и каррированных функций. Каждая конструкция возвращает значение. Сопоставление с образцом естественно применимо к обработке XML с помощью регулярных выражений.

    Повторное использование и адаптация

    Каждая компонентная система с мощными конструкциями абстракции и композиции сталкивается с проблемой, когда дело доходит до интеграции подсистем, разработанных различными командами в разное время. Проблема состоит в том, что интерфейс компонентов, разработанных той или иной группой, часто не подходит клиентам, намеренным использовать этот компонент.

    Scala представляет новую концепцию решения проблемы внешней расширяемости — представления (views). Они позволяют расширять класс новыми членами и типажами. Представления в Scala в некотором смысле соответствуют классам типов, используемым в Haskell, но в отличие от классов типов, область видимости представлений можно контролировать, причём в разных частях программы могут сосуществовать параллельные представления.

    Примеры программ

    Программа, как и в Java, представляет собой класс. Это пример консольной программы, которая выводит строчку текста на экран.

    object HelloWorld { def main(args: Array[String]) = println("Привет, МИР!") } // Более короткая версия object HelloWorld extends App { println("Привет, МИР!") }

    Следующий простой пример программы написан на Java, Scala и C#, демонстрируя некоторые различия в синтаксисе (постфиксная запись типов переменных, отсутствие специального синтаксиса для доступа к массивам). В этом примере описывается консольная программа, которая выводит все опции, переданные через командную строку. Опции начинаются с символа «-» (минус).

    // Java: class PrintOptions { public static void main(String[] args) { System.out.println("Выбраны опции:"); Stream.of(args) .filter(arg -> arg.startsWith("-")) .map(arg -> arg.substring(1)) .forEach(System.out::println); } } // Scala: object PrintOptions { def main(args: Array[String]) { println("Выбраны опции:") for (arg <- args if arg startsWith "-") { println(" " + (arg substring 1)) } } } // В функциональном стиле Scala: object PrintOptions { def main(args: Array[String]) = println("Выбраны опции:" +: (args filter (_ startsWith "-") map (" " + _.drop(1))) mkString " ") } // В функциональном стиле C#: class PrintOptions { static void Main(String[] args) { Console.WriteLine("Выбраны опции:" + args.Where(x => x.StartsWith("-")).Aggregate((r, x) => r + " " + x.Substring(1))); } } // В функциональном стиле Java: class PrintOptions { public static void main(String[] args) { System.out.println("Выбраны опции: " + Arrays.stream(args) .filter(o -> o.startsWith("-")) .map(o -> " " + o.substring(1)) .collect(Collectors.joining(" "))); } }

    В Scala объявляется не класс объекта, а сразу экземпляр объекта. Так естественным способом реализуется шаблон проектирования, где в программе должен быть только один экземпляр класса («Одиночка» — «Singleton»).

    Пример программы, которая суммирует все элементы списка, который передаётся через аргументы:

    object Main { def main(args: Array[String]) { try { println("Сумма аргументов: " + args.map(_.toInt).sum) } catch { case e: NumberFormatException => println("Ошибка в аргументах. Использовать следует так: scala Main <число1> <число2> ... ") } } }

    На Java:

    public class Main { public static void main(String[] args) { try { System.out.println("Сумма аргументов: " + Arrays.stream(args).mapToInt(Integer::parseInt).sum()); } catch (NumberFormatException e) { System.out.println("Ошибка в аргументах. Использовать следует так: java Main <число1> <число2> ... "); } } }

    С помощью метода map перебираются все аргументы. Все они преобразовываются в целое число методом Integer.parseInt и добавляются в список (массив) elems. Затем с помощью метода свёртки списка foldRight вычисляется сумма элементов.

    Интеграция с Java

    Scala может взаимодействовать с кодом, написанным на Java. Все классы из пакета java.lang уже подключены по умолчанию, в то же время другие должны быть подключены явно.

    Использование

    Основные веб-фреймворки, написанные на Scala — Play, Lift. Среди их пользователей отмечены ряд крупных сервисов, в частности, Play используют Gilt и Coursera, а Foursquare — Lift.

    Социальная сеть LinkedIn использует микрофреймворк Scalatra для поддержки своего Signal API.

    В апреле 2009 года Twitter объявил, что перевёл значительную часть своего серверного кода с Ruby на Scala и собирается перевести оставшийся. В апреле 2011 онлайн-версия газеты The Guardian была переведена с Java на Scala.

    Проекты фонда Apache Apache Spark, Apache Ignite (свободная версия основного продукта компании GridGain) и Apache Kafka написаны в основном на Scala.

    Одним из активных пользователей языка также является банк UBS.

    Важная составляющая инфраструктуры разработки на Scala — средство автоматической сборки Sbt — также написана на Scala.

    Еще по этой теме:
    Altair BASIC
    12:00, 25 декабрь
    Altair BASIC
    Altair BASIC — реализация языка программирования BASIC. Altair BASIC — это интерпретатор языка программирования BASIC, который исполнялся на Альтаир 8800 и соответствующих компьютерах с шиной S-100.
    Макропроцессор
    06:25, 13 декабрь
    Макропроцессор
    Макропроцессор (также макрогенератор) — программа, выполняющая преобразование входного текста в выходной при помощи задаваемых ей правил замены последовательностей символов, называемых правилами
    QuakeC
    12:45, 11 декабрь
    QuakeC
    QuakeC — интерпретируемый язык программирования, разработанный в 1996 году Джоном Кармаком (id Software) для написания части компьютерной игры Quake. Используя QuakeC, программист имеет возможность
    Versa
    14:38, 09 декабрь
    Versa
    Эта статья о языке запросов. Возможно, вы искали автомобиль Nissan Versa Versa — язык запросов к данным в Resource Description Framework. Это компактный функциональный язык программирования,
    Turbo Delphi
    21:52, 08 декабрь
    Turbo Delphi
    Turbo Delphi — интегрированная среда разработки (IDE), разработанная компанией CodeGear, ориентированная в первую очередь на студентов, индивидуальных пользователей и программистов-любителей.
    KTurtle
    12:16, 05 декабрь
    KTurtle
    KTurtle (K от KDE; Turtle, англ. — черепашка) — образовательная среда программирования, входящая в пакет образовательных программ KDE Education Project. Распространяется на условиях GNU General
    Комментарии:
    Добавить комментарий
    Ваше Имя:
    Ваш E-Mail:
    • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
      heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
      winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
      worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
      expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
      disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
      joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
      sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
      neutral_faceno_mouthinnocent