web/ru/collections.textile

---
prev: basics2.textile
next: pattern-matching-and-functional-composition.textile
title: Коллекции
layout: post
---

В этом уроке вы узнаете:

* Основные структуры данных
** "Списки":#Lists
** "Наборы":#Sets
** "Кортеж":#Tuple
** "Карты":#Maps
* Функциональные Комбинаторы
** "map":#map
** "foreach":#foreach
** "filter":#filter
** "zip":#zip
** "partition":#partition
** "find":#find
** "drop и dropWhile":#drop
** "foldRight и foldLeft":#fold
** "flatten":#flatten
** "flatMap":#flatMap
** "Обобщенные функциональные комбинаторы":#generalized
** "А как же Map?":#vsMap

h1. Основные структуры данных

В Scala существует несколько прекрасных коллекций.

*Смотрите также:* В Effective Scala описывается как использовать <a href="https://twitter.github.com/effectivescala/index-ru.html#Коллекции">Коллекции</a>.

h2(#Lists). Списки

<pre>
scala> val numbers = List(1, 2, 3, 4)
numbers: List[Int] = List(1, 2, 3, 4)
</pre>

h2(#Sets). Наборы

Наборы не содержат одинаковых элементов

<pre>
scala> Set(1, 1, 2)
res0: scala.collection.immutable.Set[Int] = Set(1, 2)
</pre>

h2(#Tuple). Кортеж

Кортеж объединяет простые логические элементы коллекции без использования классов.

<pre>
scala> val hostPort = ("localhost", 80)
hostPort: (String, Int) = (localhost, 80)
</pre>

В отличие от case классов, у него нет именованных функций доступа, вместо этого у него есть функции доступа, которые носят названия по номеру позиции элемента кортежа и они нумеруются с 1, а не с 0.

<pre>
scala> hostPort._1
res0: String = localhost

scala> hostPort._2
res1: Int = 80
</pre>

Кортежи прекрасно могут использоваться вместе с сопоставлением с образцом.

<pre>
hostPort match {
  case ("localhost", port) => ...
  case (host, port) => ...
}
</pre>

Кортежи имеет специальный "соус", который позволяет сделать Кортеж 2 значений: <code>-></code>

<pre>
scala> 1 -> 2
res0: (Int, Int) = (1,2)
</pre>

*Смотрите также:* В Effective Scala описывается <a href="https://twitter.github.com/effectivescala/index-ru.html#Функциональное программирование-Разрушение связей (Destructuring bindings)">разрушение связей</a> ("распаковка" кортежа).

h2(#Maps). Карты

Они могут содержать в себе основные типы данных.

<pre>
Map(1 -> 2)
Map("foo" -> "bar")
</pre>

Выглядит словно это особый синтаксис, но вспомните наше обсуждение в разделе Кортеж, что с помощью <code>-></code> можно создавать Кортежи.

Map() тоже использует синтаксис, который мы изучили ранее на Уроке №1: <code>Map(1 -> "one", 2 -> "two")</code>, который раскрывается в <code>Map((1, "one"), (2, "two"))</code>, где первый элемент является ключом, а вторым элементом является некое значение.

Карты внутри себя могут содержать другие Карты или даже функции.

<pre>
Map(1 -> Map("foo" -> "bar"))
</pre>

<pre>
Map("timesTwo" -> { timesTwo(_) })
</pre>

h2(#Option). Опция

<code>Опция</code> представляет собой контейнер, который хранит какое-то значение или не хранит ничего совсем.

Основной интерфейс Опции выглядит следующим образом:

<code>
trait Option[T] {
  def isDefined: Boolean
  def get: T
  def getOrElse(t: T): T
}
</code>

Опция сам по себе это обобщенный тип и он имеет два подкласса: <code>Some[T]</code> и <code>None</code>

Давайте взглянем на пример того, как Опция может использоваться:

<code>Map.get</code> использует <code>Option</code> для возврата собственных значений. Опция говорит вам, что метод может не вернуть того значения, которое мы запросили.

<pre>
scala> val numbers = Map("one" -> 1, "two" -> 2)
numbers: scala.collection.immutable.Map[java.lang.String,Int] = Map(one -> 1, two -> 2)

scala> numbers.get("two")
res0: Option[Int] = Some(2)

scala> numbers.get("three")
res1: Option[Int] = None
</pre>

Теперь наши данные отлавливаются с помощью <code>Option</code>. Как мы можем это использовать?

Первое, что приходит на ум, это использовать условие, опираясь на метод <code>isDefined</code>.

<code>
// Мы хотим умножить число на 2 или возвратить 0.
val result = if (res1.isDefined) {
  res1.get * 2
} else {
  0
}
</code>

Мы предполагаем, что вы будете использовать <code>getOrElse</code> или сопоставление с образцом для результата.

<code>getOrElse</code> дает вам легкий способ объявить стандартное значение.

<code>
val result = res1.getOrElse(0) * 2
</code>

<code>Option</code> прекрасно работает вместе с сопоставлением с образцом.

<code>
val result = res1 match {
  case Some(n) => n * 2
  case None => 0
}
</code>

*Смотрите также:* В Effective Scala описываются <a href="https://twitter.github.com/effectivescala/index-ru.html#Функциональное программирование-Опция">Опции</a>.

h1. Функциональные комбинаторы

Комбинаторы называются так потому, что они созданы, чтобы объединять результаты. Результат одной функции часто используется в качестве входных данных для другой.

Наиболее распространенным способом, является использование их со стандартными структурами данных.

h2(#map). map

Применяет функцию к каждому элементу из списка, возвращается список с тем же числом элементов.

<pre>
scala> numbers.map((i: Int) => i * 2)
res0: List[Int] = List(2, 4, 6, 8)
</pre>

или передается частично вызываемая функция

<pre>

scala> def timesTwo(i: Int): Int = i * 2
timesTwo: (i: Int)Int

scala> numbers.map(timesTwo _)
res0: List[Int] = List(2, 4, 6, 8)
</pre>

h2(#foreach). foreach

foreach похож на map, но ничего не возвращает. foreach используется для создания побочных эффектов.

<pre>
scala> numbers.foreach((i: Int) => i * 2)
</pre>

Он ничего не возвращает.

Вы можете попробовать сохранить результат в переменную, но она будет иметь тип Unit (другими словами void)

<pre>
scala> val doubled = numbers.foreach((i: Int) => i * 2)
doubled: Unit = ()
</pre>

h2(#filter). filter

Данный комбинатор удаляет любой элемент, если функция, применяемая к этому элементу, возвращает ложь.  Функции, которые возвращают Boolean, часто называются функциями-предикатами

<pre>
scala> numbers.filter((i: Int) => i % 2 == 0)
res0: List[Int] = List(2, 4)
</pre>

<pre>
scala> def isEven(i: Int): Boolean = i % 2 == 0
isEven: (i: Int)Boolean

scala> numbers.filter(isEven _)
res2: List[Int] = List(2, 4)
</pre>

h2(#zip). zip

zip объединяет содержимое двух списков в один парный список.

<pre>
scala> List(1, 2, 3).zip(List("a", "b", "c"))
res0: List[(Int, String)] = List((1,a), (2,b), (3,c))
</pre>

h2(#partition). partition

<code>partition</code> разделяет список, в зависимости от результата, который возвращает функция-предикат.

<pre>
scala> List(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10).partition(_ % 2 == 0)
res0: (List[Int], List[Int]) = (List(2, 4, 6, 8, 10),List(1, 3, 5, 7, 9))
</pre>

h2(#find). find

find возвращает первый элемент коллекции, который удовлетворяет функции-предикату.

<pre>
scala> numbers.find((i: Int) => i > 5)
res0: Option[Int] = Some(6)
</pre>

h2(#drop). drop и dropWhile

<code>drop</code> удаляет первые i элементов 

<pre>
scala> numbers.drop(5)
res0: List[Int] = List(6, 7, 8, 9, 10)
</pre>

<code>dropWhile</code> удаляет первый элемент, который не удовлетворяет функции-предикату. Например, если мы применим <code>dropWhile</code> к нечетным числам из нашего списка, то <code>1</code> будет удалена (но не <code>3</code>, которая стоит за <code>2</code>).

<pre>
scala> numbers.dropWhile(_ % 2 != 0)
res0: List[Int] = List(2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10)
</pre>

h2(#fold). foldLeft

<pre>
scala> numbers.foldLeft(0)((m: Int, n: Int) => m + n)
res0: Int = 55
</pre>

0 - это начальное значение (Не забывайте, что мы используем числа из List[Int]), где m
работает как аккумулятор.

Взгляните сами:

<pre>
scala> numbers.foldLeft(0) { (m: Int, n: Int) => println("m: " + m + " n: " + n); m + n }
m: 0 n: 1
m: 1 n: 2
m: 3 n: 3
m: 6 n: 4
m: 10 n: 5
m: 15 n: 6
m: 21 n: 7
m: 28 n: 8
m: 36 n: 9
m: 45 n: 10
res0: Int = 55
</pre>

h3. foldRight

Этот комбинатор похож на foldLeft, за исключением того, что он работает с противоположной стороны.

<pre>
scala> numbers.foldRight(0) { (m: Int, n: Int) => println("m: " + m + " n: " + n); m + n }
m: 10 n: 0
m: 9 n: 10
m: 8 n: 19
m: 7 n: 27
m: 6 n: 34
m: 5 n: 40
m: 4 n: 45
m: 3 n: 49
m: 2 n: 52
m: 1 n: 54
res0: Int = 55
</pre>

h2(#flatten). flatten

flatten сжимает вложенные структуры.

<pre>
scala> List(List(1, 2), List(3, 4)).flatten
res0: List[Int] = List(1, 2, 3, 4)
</pre>

h2(#flatMap). flatMap

flatMap это часто используемый комбинатор, который объединяет map и flatten. flatMap берет функцию, которая работает с вложенными списками и объединяет результаты.

<pre>
scala> val nestedNumbers = List(List(1, 2), List(3, 4))
nestedNumbers: List[List[Int]] = List(List(1, 2), List(3, 4))

scala> nestedNumbers.flatMap(x => x.map(_ * 2))
res0: List[Int] = List(2, 4, 6, 8)
</pre>

Думайте об этом, как о коротком способе использования map, а затем применения flatten к результату:

<pre>
scala> nestedNumbers.map((x: List[Int]) => x.map(_ * 2)).flatten
res1: List[Int] = List(2, 4, 6, 8)
</pre>

в этом примере вызывается map, а позднее flatten, как пример "комбинаторной" природы этих функций.

*Смотрите также:* В Effective Scala описывается <a href="https://twitter.github.com/effectivescala/index-ru.html#Функциональное программирование-`flatMap`">flatMap</a>.

h2(#generalized). Обобщенные функциональные комбинаторы

Теперь мы узнали о множестве функции для работы с коллекциями.

Что нам может понадобиться, чтобы иметь возможность написать свои функциональные комбинаторы?

Интересно, что каждый функциональный комбинатор показанный выше, может быть написан поверх fold. Рассмотрим несколько примеров.

<pre>
def ourMap(numbers: List[Int], fn: Int => Int): List[Int] = {
  numbers.foldRight(List[Int]()) { (x: Int, xs: List[Int]) =>
    fn(x) :: xs
  }
}

scala> ourMap(numbers, timesTwo(_))
res0: List[Int] = List(2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20)
</pre>

Почему именно <tt>List[Int]()</tt>? Scala не достаточно умна, чтобы реализовать пустой список, для хранения целочисленных значений.

h2(#vsMap). А как же Map?

Все функциональные комбинаторы прекрасно работают и с Картами. Карты можно рассматривать как список пар, так что функции, которые вы пишете работают с парами ключей и значений Карты.

<pre>
scala> val extensions = Map("steve" -> 100, "bob" -> 101, "joe" -> 201)
extensions: scala.collection.immutable.Map[String,Int] = Map((steve,100), (bob,101), (joe,201))
</pre>

теперь выберем каждую запись, у которой телефонный код меньше 200.

<pre>
scala> extensions.filter((namePhone: (String, Int)) => namePhone._2 < 200)
res0: scala.collection.immutable.Map[String,Int] = Map((steve,100), (bob,101))
</pre>

Т.к. в результате вы получаете кортеж, то вам приходится тащить ключи и значения с их позиционными функциями доступа. Да уж!

К счастью, мы можем использовать сопоставление с образцом, чтобы извлечь ключ и значение.

<pre>
scala> extensions.filter({case (name, extension) => extension < 200})
res0: scala.collection.immutable.Map[String,Int] = Map((steve,100), (bob,101))
</pre>

Почему это работает? Почему вы можете использовать частичный вызов функции?

Следите за обновлениями на следующей неделе!