Scala [Ledyx WIKI]

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= Scala =

* https://docs.scala-lang.org/
* 기본적으로 Java를 다뤄봤다는 전제하에 실용적인 측면으로만 기술.
* 2.12 이상 버전을 기준으로 기술.

{{tag>Language Scala JVM Object_Oriented_Programming Functional_Programming}}

= 환경 설정 =
* JDK 1.8 이상 설치

== Command Line ==
https://www.scala-lang.org/download/

=== SBT (Scala Build Tools) ===
Scala의 Ant/Maven/Gradle와 비교될 수 있음. 직접으로 프로젝트 생성, 배포 관여.

==== Create templates ====

https://www.scala-sbt.org/1.x/docs/sbt-new-and-Templates.html

<sxh shell>
sbt new scala/scala-seed.g8
</sxh>


==== Fat Jar ====

https://github.com/sbt/sbt-assembly

<sxh shell>
# Build (Fat Jar 생성)
## build.sbt에
## addSbtPlugin("com.eed3si9n" % "sbt-assembly" % "0.15.6")
## 추가 필요
### 생성된 jar 위치 : target/scala-[version]/*.jar
sbt assembly

</sxh>



=== Scala Binaries (선택 사항) ===
  * REPL(scala), 단독 Compile(scalac)을 이용하기 위해 필요

<sxh shell>
# 실행
scala

scala> 1
res0: Int = 1

# 종료
scala> :quit
## 혹은
scala> :q
</sxh>


== IDE ==
- Intellij에 기본적으로 SBT 내장. Intellij만 설치하면 된다.

=== REPL 실행 방법 ===
왼쪽 Project Tree에서 아무 Class에 오른쪽으로 누르고 "Run Scala Console".
= Hello, world! =

* 가변 인자 args를 입력 받아 "Hello, world!"를 출력하는 예제 작성

== Script ==

* Compile 하지 않고, Shell script 처럼 사용

<sxh scala ; title:script.scala>
// class, main 함수를 선언하지 않고도 가변인자 args 사용 가능!
args.foreach(print)
println()
</sxh>

<sxh bash>
> scala script.scala Hello , world !
Hello, world!
</sxh>


== Compile ==

https://www.scala-lang.org/documentation/your-first-lines-of-scala.html


=== App trait 상속 O ===

<sxh scala ; title:HelloWorld.scala>
object HelloWorld extends App {
  // class, main 함수를 선언하지 않고도 가변인자 args 사용 가능!
  args.foreach(print)
  println()
}
</sxh>

<sxh shell>
> scalac HelloWorld.scala
> scala HelloWorld Hello , world !
</sxh>


=== App trait 상속 X ===

<sxh scala ; title:HelloWorld.scala>

object HelloWorld {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    args.foreach(print)
    println()
  }
}
</sxh>

<sxh shell>
> scalac HelloWorld.scala
> scala HelloWorld Hello , world !
</sxh>



= 문법 =

== Identifier ==
식별자 규칙 및 관례적 명명법 서술.

  * 연산자 정의(Operator Defination) Method와 암시적 변환([[language:scala#Implicit Parameters and Conversions|Implicit Parameters and Conversions]])는 간결하고 유연한 표현을 정의할 수 있지만, 잘못 사용하면 가독성을 떨어뜨리는 결과를 낳으니 주의가 필요하다.


=== Alphanumeric Identifier ===

# Java와 동일하게 영숫자 혹은 '_', '$'가 가능하나 '$' Scala Compiler가 내부적으로 생성하는 식별자에 사용하는 예약 문자이므로 충돌 가능성이 있기 때문에 사용해서는 안된다.
# 상수는 첫글자만 대문자로, Camel Case 표현을 한다. (Java 표현으로 MAX_VALUE라면, Scala는 MaxValue)

=== Operator Identifier ===

* Java와 가장 큰 차이점 중 하나. 이를 이용하면 Operator Overloading이 가능. Method에만 적용 가능.
* +, :, ?, ~, #, +, ++, ::(List에서 요소 덧붙임), :::(List에 다른 List 추가), <?>, :-> 등 사용 가능. 이 때 길이 제한이 없다.


* Overloading 예시

<sxh scala>
def *** (v: Int) = math.pow(v, 3)
</sxh>

==== 연산자 우선순위와 결합법칙 ====

**:**(Cons; Construct)로 끝나는 연산자는 right-associative. 이외 나머지는 left-associative

<sxh>
// left-associative
a * b * c
= (a * b) * c
= a.*(b).*(c)

// right-associative
a ::: b ::: c
= a ::: (b ::: c)
= b.:::(c).:::(a)
</sxh>


=== Mixed Identifier ===

Alphanumeric + Operator. 예를 들어 myvar_=. Scala Compiler가 Property를 지원하기 위해 내부적으로 생성.


=== Literal Identifier ===

역따옴표(`)를 사용하며 Runtime에서 인식할 수 있는 문자열 생성. 이를 이용하면 예약어도 변수나 Method 이름으로 지정 가능.

<sxh scala>
// 아래 코드는 Compile 및 실행에 문제가 없다.

val `val` = 3;
def show(`var` : Int) = println(`var`);

show(`val`)
</sxh>

== 변수 ==
* val : Immutable
* var : mutable



== Type ==

=== Type Hierarchy ===

{{https://docs.scala-lang.org/resources/images/tour/unified-types-diagram.svg}}

|<100%>|
^  Any     |모든 type의 supertype. equals, hashCode, toString 메서드가 정의됨.  |
^  AnyVal  |value type을 표현, non-nullable. Double, Float, Long, Int, Short, Byte, Char, Unit, Boolean의 상위 타입.  |
^  AnyRef  |referenced type을 표현, java.lang.Object에 대응.  |
^  Nothing |모든 type의 subtype (i.e. bottom type)으로 value를 가지고 있지 않다.  |
^  Null    |모든 reference type의 subtype. keyword literal 'null'을 값으로 가지고 있다.  |


=== Literals ===

==== Integer Literals ====

* C/Java와 달리 8진(0으로 시작하는 정수형)을 지원하지 않음. 10진과 16진만 지원.

==== String Literals ====

===== Raw Sring =====
큰따옴표 3개(<nowiki>"""</nowiki>)를 이용하여 그 내부 문자열을 "날 것" 그대로 표현하는 문자열. (공백, 개행 전부 포함)

<sxh scala>
object Test extends App {
  // Java에서의 일부 특수문자 표현. 가독성이 좋지 않음.
  val str1 = "Hello\n\"world\"";
  println(str1)

  /**
    * Hello
    * "world"
    */


  // 공백, 개행 모두 그래도 출력
  val str2 =
    """Hello,
      "world"!
    """
  println(str2)

  /**
    * Hello
    * "world"
    */


  // |를 넣으면 문자열의 시작을 알림. 이후 stripMargin을 하면 이전 공백 제거
  val str3 =
    """         |Hello,
      |"world!"
    """.stripMargin
  println(str3)

  /**
    * Hello
    * "world"
    */
}
</sxh>

===== String interpolation =====
문자열 내부에 표현식(expression)을 내장시키는 것. 이로써 문자열을 이어붙이지 않고 가독성이 좋아짐.
  * s : "$val" 혹은 "${expression}"과 함께 쓰여 mapping.
  * raw : 문자열 그대로 출력.
  * f : printf 형태의 형식 지정.


|<100%>|
^        ^  Description                                     ^  Example  ^
|  s     |  "$val" 혹은 "${expression}"과 함께 쓰여 mapping.  |  <sxh scala>
val str = "9 * 9 = "
println(s"$str ${9 * 9}")
/**
 * 9 * 9 =  81
 */
</sxh>  |
|  raw   |  문자열 그대로 출력.  |  <sxh scala>
println(raw"A\nB\\C\tD\bE")

/**
 * A\nB\\C\tD\bE
 */
</sxh>  |
|  f  |  printf 형태의 형식 지정. \\ ${expression}%[format]  |  <sxh scala>
println(f"${math.Pi}%.7f")
println(f"${3 * 3}%03d")

/**
 * 3.1415927
 * 009
 */
</sxh>  |


==== Symbol literals ====

* 작은 따옴표(') + (알파벳 + 숫자)
* 단순 식별자가 필요할 때 사용. Java의 enum이나 [[language:clojure#keyword|Clojure의 Keyword]]와 비슷.
  * Scala의 Strong Type 언어이기 때문에 Weak Type 형태로 사용할 때 사용.
  * [[language:clojure#keyword|Clojure의 Keyword]]처럼 자기 자신을 반환
  * .name 필드로 문자열 변환 가능.


=== Array ===

* 모든 것을 Method가 있는 객체로 다루기 때문에 Parameter에 해당하는 호출은 **()**을 사용한다.

<sxh scala>
val fruits = new Array[String](2)
// val fruits: String = new Array[String](2)

fruits(0) = "apple"
// fruites.update(0, "apple")

fruits(1) = "banana"
// fruites.update(1, "banana")
</sxh>

<sxh scala>
val fruits = Array("apple", "banana")
// val fruits = Array.apply("apple", "banana")
</sxh>


== Operator ==

=== Operator = Method! ===

Scala에서 모든 연산자는 Method!! 실질적으로 Scala는 Method를 호출한다.

<sxh scala>
/** Binary Operator **/

val sum = 1 + 2
// 1.+(2)

"Hello, world!" indexOf 'o'
// "Hello, world!".indexOf('o')

"Hello, world!" indexOf ('o', 5)
// "Hello, world!".indexOf('o', 5)



/** Unary Operator **/

/*** 전위 표기법 ***/
// +,0,!,~ 4가지.

val a = -2.0
// (2.0).unary_-


/*** 후위 표기법 ***/
// 인자를 취하지 않는 Method를 '.'이나 괄호 없이 호출

val str = "Hello, world!" toLowercase
// val str = "Hello, world!".toLowercase()
</sxh>


=== == & eq ===
Java와 동일하다. \\ <nowiki>==</nowiki>, !=은 원시 타입에서 값(value)이 같은지 비교, eq/ne는 JVM Heap에서 참조(reference) 비교

<sxh scala>
scala> List(1, 2, 3) == List(1, 2, 3)
res8: Boolean = true

scala> List(1, 2, 3) eq List(1, 2, 3)
res9: Boolean = false

scala> List(1, 2, 3) ne List(1, 2, 3)
res10: Boolean = true

// 주의!
scala> ("He" + "llo") == "Hello"
res11: Boolean = true
</sxh>


=== Wrapper ===

<sxh scala>
scala> 111 max 222
res0: Int = 222

scala> 111 min 222
res1: Int = 111

scala> -math.Pi abs
res2: Double = 3.141592653589793

scala> -math.Pi round
res3: Long = -3

scala> (1.0 / 0) isInfinity
res4: Boolean = true

scala> 1 to 100
res5: scala.collection.immutable.Range.Inclusive = Range 1 to 100

scala> "hello" capitalize
res6: String = Hello

scala> "Hello, World" drop 7
res7: String = World
</sxh>


== 내장 제어 구문 ==

**전체적으로 재귀나 내장함수(reduce, map, filter, reduce)로 대체가 가능하기 때문에 사용을 자제하자. 제어 구문은 함수형 표현에 적합하지 않다.**

  * 키워드로써 break, continue는 존재하지 않는다. (함수형 언어에 어울리지 않으므로.)
    * 굳이 break를 쓰고 싶다면 scala.util.control.Breaks 에 있는 것을 사용할 수 있다...만...
  * 제어 구문들도 함수이므로 var/val에 할당할 수 있다. (이 때, 기본적으로 바로 계산한다. lazy loading이 필요하면 lazy를 맨 앞에 붙이자.)
  * while은 대체로 중간 결과를 저장하는 변수 var가 필요하기 때문에 사용을 자제하자.


=== for ===

foreach 문만 존재한다. 그러나 대체로 반복하는 경우 내장 함수(foreach, reduce, map, filter 등)이 존재하기 때문에 특별한 경우가 아니면 큰 필요성이 없다.

<sxh scala>
/* Collections */

//10 ~ 100
for (i <- 10 to 100)
    println(i)
    
//10 ~ 99 (최대값 제외)
for (i <- 3 until 10)
    println(i)
   

/* Iterator Guard / Filter. if 표현식이 true일 때만 반복 */
for (file <- new java.io.File(".").listFiles()
        if file.isFile
        if file.getName.endsWith(".scala"))
    println(file)

/* 중첩 및 임시 변수 Binding */
// 구구단 출력
for {x <- (1 to 9)
     y <- (1 to 9)
     result = x * y}
    println(f"$x * $y = $result%02d")
</sxh>


==== for-yield ====

<EXPRESSION>의 값을 Collection로 반환. (//map// 과 같은 효과)

<code scala>
for (<IDENTIFIER> <- <ITERATOR>) yield <EXPRESSION>
</code>

<sxh scala>
  // 인자가 없기 때문에 ()를 생략한 형태.
  def timesTable = for {
               x <- (1 to 9)
               y <- (1 to 9)
               result = x * y}
    yield f"$x%2d * $y%2d = $result%2d"

  println(timesTable)
  
  // Vector( 1 *  1 =  1,  1 *  2 =  2, ... ,  9 *  8 = 72,  9 *  9 = 81)
</sxh>

=== try-catch ===

  * try, finally는 단 하나의 식만 포함한다면 중괄호 생략 가능.

<sxh scala>
  try {
    val f = new FileReader(".")
  } catch {
    case ex: FileNotFoundException => ex.printStackTrace()
    case ex: IOException => ex.printStackTrace()
  } finally println("done")
</sxh>


  * 다른 제어 구조, 함수와 마찬가지로 결과로 값을 반환한다. 이 때, finally 절의 값은 버려진다.
  * finally에는 값을 반환하지 말고 Side-effect(결과 완료 알림, 파일 저장등)만 이용하자.

<sxh scala>
  // 결과 : 2
  // Java 형식으로 finally 절 안에 return문을 명시적으로 사용하면 try/cath의 결과를 덮어쓰게 된다.
  // 잘 생각해보면 Java에서 finally는 어떤 결과로든 항상 실행되는 구문이기 때문.
  def test1(): Int = try return 1 finally return 2

  // 결과 : 1
  // Scala 형식으로 작성하면 의도된대로 가장 처음에 만나는 값을 반환한다.
  def test2(): Int = try 1 finally 2
  
  // 결론적으로 finally에는 값을 사용하지 말자.
</sxh>


=== match ===
case의 대안. Java와 달리 타입에 상관없이 어떤 상수값이라도 사용 가능. 이 때, match 앞에 오는 비교대상의 타입을 기본적으로 다른다. (그렇게 되면 case로 비교하는 값들도 그 타입을 따른다.) '_'은 default에 대응하며 "완전히 알려지지 않은 값"을 의미.

<sxh scala>
object Client extends App {
  def matchTest(x: Any): Any = x match {
    case 1 => "one"
    case "two" => 2
    case y: Int => "scala.Int"
    case _ => 'unknown
  }

  println(matchTest(3)) // scala.Int
}
</sxh>


== Functions ==

* 재귀 함수인 경우 반드시 Return Type 명시, 그외에는 생략 가능.
  * 함수 길이 긴 경우 사람이 읽기 쉽게 Return Type을 명시하는 게 좋음.
  * "return" 구문은 선택. 생략 가능.
* 본론 문장이 하나면 괄호 생략 가능
* Retury Type의 "Unit"은 Java의 void. 즉, Side-effect를 위해서만 실행하는 함수.
* parameter는 val이므로 값을 재할당할 수 없다. (예를 들어 Call-by-reference를 이용하려는 경우)
* 함수 안에 함수를 정의할 수 있다.
* 인자가 없는 메소드는 소괄호를 생략할 수 있다. 그러나 관례로서 Side-Effect가 있거나 함수 본래 작업 이외의 부가적인 작업이 존재할 경우 소괄호를 붙인다.

<sxh scala>
def sum(x: Int, y: Int): Int = {
  x + y
}

// 위와 같은 표현
def sum(x: Int, y: Int) = x + y
</sxh>


<sxh scala>
// Unit 함수. Return 값이 없음을 의미.
// Type 추론이 되므로 Return Type에 Unit 생략 가능.
def greeting(): Unit = println("Hello, world!")
</sxh>


=== Local functions ===
함수의 중첩이 가능.

<sxh scala ; title:지역함수>
def test1(x: Int) = {
  def test1(y: Int) = x * y
 test1(10)
}

println(test1(5)) // 50
</sxh>


=== Placeholder syntax ===
위치 표시자.

<sxh scala>
  /* 고차함수를 더 간략하게 작성하는 방법 */

  val values = 1 to 10

  values.filter((x: Int) => x > 5)

  // filter의 인자는 Int를 받도록 명시되어 있으므로 생략 가능
  values.filter(x => x > 5)

  // 위치표시자(_)를 이용하면 더 간략한 표현 가능.
  values.filter(_ > 5)

  // 아래와 같은 응용도 된다.
  values.foreach(println _) // values.foreach(x => println(x))
  // 그런데 foreach의 인자가 명확한 위치가 나타나기 때문에 생략 가능
  values.foreach(println)
  
  val func1 = (_:Int) + (_:Int)
  println(func1(1, 1)) // 2
</sxh>

=== Partitially applied function ===

<sxh scala>
  def sum(a: Int, b: Int, c: Int) = a + b + c

  // sum 함수를 대입. 이 때, _의 의미는 sum의 모든 인자를 의미.
  val a = sum _
  println(a(1, 2, 3)) // = a.apply(1, 2, 3)

  // 아래와 같이 부분적인 인자 적용도 가능.
  val b = sum(1, _:Int, 3)
  println(b(2)) // = b.apply(2)
</sxh>

=== Closure ===

<sxh scala>
  /* Java의 경우 final(immuitable)로 선언해야만 접근 가능한 것에 비해 var(mutable)도 사용 가능. */
  /* Javascript와 동일. */

  /* 변수 바인딩 */
  var sum = 0
  (1 to 10).foreach(sum += _) ;; 바깥 범위(scope)에 있는 sum의 값에 누적.

  println(sum) // 55
  

  /* 함수 바인딩 */
  def scope1(x: Int) = {
    /*def scope2(y: Int) = x + y
    scope2 _*/

    // 위와 같은 표현
    x + (_: Int)
  }

  // 각 scope1에 바인딩된 바깥쪽 x를 다르게 설정
  val closure1 = scope1(1)
  val closure2 = scope1(2)

  println(closure1(10)) // 11
  println(closure2(10)) // 12
</sxh>


=== Paramter & Argument ===

<sxh scala>
  /* repeated parameter. 가변 인자(variable paramter)와 동일 개념 */
  def test1 (args: String*) = args.foreach(println)
  test1("Hello", "world", "!")
  test1(Array("Hello", "world", "!"): _*)

  /* named argument. 순서 상관없이 인자의 이름으로 전달 */
  def test2 (v1: Int, v2: Int) = v1 + v2
  println(test2(v2 = 1, v1 = 9))

  /* default argument. 인자의 값이 없을 경우 default로 값을 미리 지정 */
  def test3 (v1: Int = 1, v2: Int) = v1 + v2
  println(test3(v2 = 1))
</sxh>


=== Currying ===

함수를 1급 객체로 취급하기 때문에 가능.
다중 인수를 갖는 함수를 단일 인수를 갖는 함수들의 함수열로 바꾸는 것.

<sxh scala>
def curriedSum(x: Int)(y: Int) = x + y
  //def curriedSum(x: Int) = (y: Int) => x + y

  println(curriedSum(1)(2))
</sxh>

=== By-name parameters ===

값, 함수 모두 "값"으로 평가하면서 인자를 넘기고 싶은 경우 사용.

이 역시 함수를 1급 객체로 취급하기 때문에 가능.
paramter의 Lazy evalution. 성능상의 이점을 가진다.

<sxh scala>
  def test1(b: Boolean) = b
  test1(2 > 1)

  // by-name parameter. lazy evaluation.
  def test2_1(b: () => Boolean) = b
  test2_1(() => 2 > 1)

  // 개선
  def test2_2(b: => Boolean) = b
  test2_2(2 > 1)
</sxh>


== Collections ==

* https://docs.scala-lang.org/overviews/collections-2.13/overview.html
* https://docs.scala-lang.org/overviews/collections-2.13/performance-characteristics.html

기본적으로 불변(Immutable) 상태를 가진다.



=== Seq ===

선형 자료 구조.

* 아래 두 관점으로 적합한 자료구조를 선택.
  * "Indexing"이 필요한가?
  * "mutable state"가 필요한가?

==== Immutable ====

{{ :language:scala.collection.immutable.seq.png |}}

* immutable.LazyList는 immutable.Stream을 대체. immutable.Stream 는 2.13부터 Deprecated.
* immutable.ArraySeq 는 2.13부터 추가되었는데, 왠만하면 성능면에서 사실상 상수 시간(Constant time)을 가지는 Vector를 사용하는게 이득.


===== List =====

Singly Linked List. 앞부분에 추가/삭제 유리. 임의 접근은 불리.

* ::: : List를 이어 붙여 새로운 List 반환
* ::  : Cons(콘즈) 라고 부르며, 새 원소를 기존 List 앞에 삽입한 새로운 List 반환 <sxh scala ; gutter:false>
[새 원소] :: [기존 List]
</sxh>

* mutable 상태는 collecdtion.mutable.Buffer

<sxh scala ; title:초기화>
val test1 = List(1, 2, 3)
val test1 = 1 :: 2 :: 3 :: Nil
</sxh>

<sxh scala ; title:응용>
val test1 = List(1, 2) ::: List(3, 4) ::: List(5, 6)
// List(1, 2, 3, 4, 5, 6)

val test2 = 1 :: List(2, 3)
// List(1, 2, 3)

val test3 = List(1, 2) :: List(2, 3)
// List(List(1, 2), 2, 3)
</sxh>


===== List vs. Vector =====

[[https://docs.scala-lang.org/overviews/collections-2.13/performance-characteristics.html|전체 Collections 성능 비교]]

^        ^  head ^ tail ^ apply ^ update ^ prepend ^ append ^
| List   |   C   |  C   |   L   |   L    |    C    |  L     |
| Vector |   eC  |  eC  |   eC  |   eC   |    eC   |  eC    |


* C (Constant) : 연산에 상수 시간이 걸린다. (빠름)
* eC (Effectively Constant) : 연산에 사실상 상수 시간이 걸리는데, 이는 Vector의 최대 길이나 Hash key 분포와 같은 일부 가정에 따라 달라질 수 있다.
* L (Linear) : 연산에 선형 시간이 걸린다. 즉, Collections 크기에 비례하여 시간이 걸린다.


**결론적으로 head가 임의 위치 접근이 필요한 경우 Vector 선택.**


==== Mutable ====

{{ :language:scala.collection.mutable.seq.png |}}


=== Set ===

* 같은 이름의 mutable, immutable 패키지가 있으니 주의.

<sxh scala>
import scala.collection.mutable

val set1 = Set("a", "b")

// 원소 추가
// Collection이 val인 경우, mutable package의 import 필요!
/// set1.+=("b") 와 같은 표현
set1 += "b"
</sxh>


=== Map ===

<sxh scala>
// immutable이기 때문에 원소를 추가할 수 없음. 이어붙이는 연산을 해야 함.

val map1 = Map("A" -> 1, "B" -> 2, "C" -> 3)
val map2 = Map("D" -> 4, "E" -> 5, "F" -> 6)
val map3 = map1 ++ map2

println(map3)

// 기본 구현체는 immutable.HashMap
// HashMap(E -> 5, F -> 6, A -> 1, B -> 2, C -> 3, D -> 4)
</sxh>

<sxh scala ; highlight: [1]>
import scala.collection.mutable

val map1 = Map[String, Int]()

map1 += ("One" -> 1)
map1 += ("Two" -> 2)

map1("One")
</sxh>

<sxh scala>
val map1 = Map("One" -> 1, "Two", 2)
map1("One")
</sxh>


==== TrieMap vs. ConcurrentHashMap ====

* scala.collection.concurrent.TrieMap
* java.util.concurrent.ConcurrentHashMap

둘 다 동시성을 보장하는 Thread-Safe Map.


* Reference
  * https://stackoverflow.com/questions/29499381/what-is-a-triemap-and-what-is-its-advantages-disadvantages-compared-to-a-hashmap
  * https://www.researchgate.net/publication/221643801_Concurrent_Tries_with_Efficient_Non-Blocking_Snapshots



=== Tuple ===

엄격히 말하면 Collections에 포함되지 않음.

* Tuple22 까지, 즉 22개의 Argument까지 지원.

<sxh scala>
val tp = (123, "Hello", 1.23)
// val tp = Tuple3[Int, String, Double](123, "Hello", 1.23)

print(tp._1)
print(tp._2)
print(tp._3)
</sxh>


== Class & Object ==

=== 기초적으로 알아 두어야 할 사항 ===

* Procedure : Side-effect만을 위해서 실행되는 Method (≒ Return Type이 없는, Unit인 Method)
* static Member가 없다. 대신, Singleton Object를 제공한다.
* Java는 Field, Method, Type, Package의 4가지 Namespace를 갖지만 Scala는 Field, Method를 2가지 Namespace 갖는다.
  * Field가 Parameter없는 Method를 Override할 수 있다. (서로 동일시 한다.)
    * 이 같은 성질로 같은 Class에 같은 이름의 Field와 Method를 정의할 수 없다.
  * Package도 Field 및 Method처럼 Namespace를 공유하는 이유는 Singleton Object에서 Field와 Method를 import하기 위해서다.


=== Access Modifier ===

|<100%>|
^  Modifier          ^  Class  ^  Companion  ^  Subclass  ^  Package  ^
|  public (default)  |  Y      |  Y          |  Y         |  Y        |
|  protected         |  Y      |  Y          |  Y         |  N        |
|  private           |  Y      |  Y          |  N         |  N        |

* Y : Field/Method 접근 가능
* N : Field/Method 접근 불가


=== Class ===

* Java와 달리 Class 이름과 Class가 작성된 파일 이름이 같을 필요가 없으나 권장.

<sxh scala ; title:기본>
class Person {
  // member 변수와 Getter/Setter 서술
}
</sxh>

==== Constructor ====

===== Primary Constructor =====

  * 주 생성자만이 Super Class의 생성자 호출 가능!

<sxh scala ; title:Constructor>
// 아래와 같이 class를 선언하면 member 변수들은 private val
// 이후 값을 변경할 수 없음.
class Person (name: String, age: Int) {
  def getName: String = name
  def getAge : Int = age
}
</sxh>

<sxh scala ; title:Constructor+Getter>
// 아래와 같이 class를 선언하면 member 변수들은 public val
/// val을 선언함으로써 Getter 생성. ".name", ".age"로 접근.
// 바로 멤버 변수에 접근할 수 있고, 이후 값을 변경할 수 없음.

// Class 뒤의 인자들을 "Class Parameter"라고 지칭한다.
// Scala Compiler는 내부적으로 Class Parameter를 기반으로 Primary Constructor(주 생성자)를 생성한다.
/// 기본적으로 Scala의 Constructor는 Class Parameter를 생성하지 않는다. val을 붙이면 생성한다.
class Person (val name: String, val age: Int)
</sxh>

<sxh scala ; title:Constructor_특성>
// Scala Compiler는
// Class 내부에 있으면서
// Field나 Method 정의에 들어 있지 않은 코드를
// Primary Constructor에 삽입한다.

/// 객체 생성과 동시에 println 메시지 출력.
class Person (name: String, age: Int) {
  println("Created!" + name + " / " + age)
}
</sxh>


===== Auxiliary Constructor =====

  * 모든 보조 생성자는 __<fc red>**반.드.시.**</fc> 같은 클래스에 속한 다른 생성자를 호출__하는 코드로 시작해야 한다. 결국 주 생성자를 호출하게 만드는 효과가 있다.
  * 주 생성자만이 Super Class의 생성자 호출 가능!

<sxh scala ; highlight:[2]>
class Person (val name: String, val age: Int) {
  def this(age: Int) = this("meteor", age);

  override def toString: String = name + " / " + age
}
</sxh>


==== Checking Preconditions ====

  * 유효성 검사 때문에 생성되는 try ~ catch, if ~ else 에서 벗어날 수 있다!
  * 조건을 만족시키지 못하면 IllegalArgumentException 발생. 메시지가 없으면 "requirement failed"

<sxh scala ; highlight:[2,3]>
class Person (name: String, age: Int) {
  require(name != null, "name is not nullable.")
  require(age > 0)
  override def toString: String = name + " / " + age
}
</sxh>


==== Operator Defination ====
Operator Overloading.

<sxh scala ; highlight:[2]>
class Person (val name: String, val age: Int) {
  def +(p: Person) = this.toString + "\n" + p.toString

  override def toString: String = name + " / " + age
}
</sxh>

<sxh scala>
object Client extends App {
  val p1 = new Person("hyuk", 30)
  val p2 = new Person("meteor", 26)
  println(p1 + p2)
}
</sxh>


==== Method Overloading =====

Java와 동일하나 Scala는 Type을 유추하기 때문에 적합한 Method의 Parameter Type 일치 결과가 없다면 'ambiguous reference' 오류를 출력. 그리고 Overloading보다 [[https://docs.scala-lang.org/tour/default-parameter-values.html|DEFAULT PARAMETER VALUES]]를 이용을 권장. Method 수를 줄일 수 있다.


==== 'apply' Method ====

'Default Method' 또는 'Injector Method'라고도 불린다. 이는 __Method 이름없이 **괄호**__를 사용하여 호출하는 기능을 갖고 있다. 

<sxh scala>
val l = List(1, 2, 3)

// 같은 의미
println(s"${l.apply(1)} ${l(1)}")
</sxh>

위 예제의 'List.apply(index)' 처럼 상식적으로 이해할 수 있는, 자연스러운 연산에 적용되어야 한다.


=== object ===

* class 대신 **object**로 시작. Java의 static class에 대한 대안.
  * Instance를 생성할 수 없다. 그러므로 당연히 Constructor도 선언 불가.
* "Singleton"으로 작동하므로 첫 접근이 되지 않는 한 인스턴스가 만들어지지 않는다.
* 대개 특정 객체에 상관없는 Side-effect Method들(대개 Service 목적의 Util 성질을 가진 공통 사용 Method)을 담아두고 사용하는 Method 사용. 

<sxh scala ; title:Person.scala>
// Companion class
class Person (val name: String, val age: Int)

// Companion object
object Person {
  def print(person: Person) :Unit = println(person.name + " / " + person.age)
}
</sxh>

<sxh scala>
object Client extends App {
  val person: Person = new Person("Amy", 11)
  Person.print(person)
}

/* Amy / 11 */
</sxh>


==== Companion object ====

어떤 class **이름**이 같은 object. 그 피대상인 class는 "Companion class"라고 한다. Companion object와  [[language:scala#'apply' Method|'apply' Method]]를 이용하여 Companion class의 [[design_pattern:factory_method_pattern|Factory Pattern]] 을 적용할 때 사용.
이 때, object의 field들이 "private"으로 선언되어 있더라도 접근 가능.

Companion class와 Companion object는 **<fc red>__반드시__</fc> 같은 소스 파일**에 있어야 한다!

<sxh scala>
object DBConnection {
  private val url = "jdbc://localhost"
  private val user = "franken"
  private val password = "berry"

  def apply() = new DBConnection()
}

class DBConnection {
  private val props = Map(
    "url" -> DBConnection.url,
    "user" -> DBConnection.user,
    "password" -> DBConnection.password
  )
}

// val connection = DBConnection()
</sxh>


=== case class ===

* 자동으로 유용한 Method들 생성. (Kotlin의 'data class'와 동일한 개념)
  * Data를 관리하는데 유용. 즉, DTO로 유용.
* 자동으로 [[language:scala#companion object|Companion Object]] 생성. "new" 필요하지 않음.

* 기본적으로 생성자의 Parameter들은 'val'.

* Compile하면 '**[소스이름].class(class)**', '**[소스이름]$.class(object)**'이 생성된다.


* 자동으로 생성되는 Methods

^  이름    ^  위치  ^  설명  ^
| apply    | object |case class를 Instance로 만드는 Factory method  |
| unapply  | object |Instance의 field들을 Tuple로 추출하여 **[[language:scala#match|Pattern Matching]]**에 case class instance를 사용할 수 있도록 함  |
| copy     | class  | **Deep copy!** |
| equals   | class  | Reference가 아닌 구조적 동등성(모든 필드가 일치)으로 비교. '=='로도 호출 할 수 있다. |
| hashCode | class  | Instance의 field들의 Hash code 반환. hash 기반 collections에서 동등성에 이용.  |
| toString | class  | Field들을 String으로 전환 |


<sxh scala>
object Practice extends App {
  val person = Person("Luke", 33)
  val copy = person.copy()
  // Equals?
  println(person == copy)

  person.name = "James"
  person.age = 11
  // Deep copy?
  println(copy)

 // Pattern Matching
  val p = person match {
    case Person(_, 11) => "Original!"
    case Person(_, 33) => "Copy!"
  }
  println(p)
}

case class Person(var name: String, var age: Int)
</sxh>

* Reference
  * https://docs.scala-lang.org/overviews/scala-book/case-classes.html
  * https://www.oreilly.com/library/view/scala-cookbook/9781449340292/ch04s15.html



=== Composition and Inheritance ====

==== Override ====
Java의 경우 1.5 기준으로 @Override를 명시할 수 있으나 필수사항이 아닌데 반면, Scala는 강제한다. 이로 인해 "우연한 Override"로 "fragile base class"가 생성되는 문제를 줄여준다.

<sxh scala>
class Person (val name: String, val age: Int) {
  override def toString: String = name + " / " + age
}
</sxh>


==== Abstract Class ====
Java와 비교하여

* method에 abstract를 붙이면 안된다.
  * abstract는 class 혹은 abstract class를 mix-in한 trait의 method만 붙일 수 있다.
  * 본체가 없으면 abstract method로 인식한다. (이는 trait도 동일)
* 본체가 있는 concrete method를 구현할 수 있다.
* **Field가 파라미터 없는 메소드를 Override 할 수 있다.**

<sxh scala ; highlight:[2, 10]>
abstract class Abstract {
  /* abstract가 필요하지 않다. */
  def values: Array[Int]
  def sum = values.sum
}

class Detail(conts: Array[Int]) extends Abstract {
  /* 아래 동작은 같다. */
  //override def values: Array[Integer] = conts
  val values: Array[Int] = conts
}
</sxh>

==== Parameter field 정의 ====
같은 이름의 생성자 Paramter와 Field를 동시 정의하는 단축 표기. 특정 Field에 할당하는 이름 중복을 피하기 위한 Boilerplace 제거.

<sxh scala ; highlight:[12]>
abstract class Abstract {
  def values: Array[Int]
}

// 아래와 같이 같은 목적이지만 중복된 이름을 피하기 위해 불필요한 부분이 작성된다.
// 할당과 동시에 바로 getter 생성
class Detail(vals: Array[Int]) extends Abstract {
  override def values: Array[Int] = vals
}

// 이를 아래와 같이 작성할 수 있음.
class Detail2(var values: Array[Int]) extends Abstract
</sxh>

==== Super class의 Constuctor 호출 ====
Java의 경우 상속을 받으면 반드시 부모 Class의 생성자와 같은 형태의 생성자를 호출하고 super()를 하는 과정을 아래와 같이 간략화할 수 있다.

<sxh scala ; highlight:[14]>
abstract class Abstract {
  def values: Array[Int]
  def sum = values.sum
}

class Detail(val values: Array[Int]) extends Abstract
/*
class Detail(vals: Array[Int]) extends Abstract {
  override def values: Array[Int] = vals
}
*/

/* Super class(Detail)의 생성자 호출. */
class MoreDetail(x: Int) extends Detail(Array(x)) {
}
</sxh>


= Trait =
Java의 Interface의 역할을 하는 한 단위.

* 두 가지를 제외하고 Class가 할 수 있는 일을 다 할 수 있다. (Field 정의, 본체가 있는 concrete method 구현등등)
  * 할 수 없는 두 가지 : 생성자 Parameter 구현, super를 이용한 Method 정적 바인딩
* Mix-in 대상은 Trait뿐만이 아니라 Class, Abstract Class 모두 다 된다.
* 첫 번째 상속/구성할 대상이 Class든 Trait든 무조건 extends를 사용한다. 단, Class와 Trait를 혼합사용(Mix-in)할 경우 Class를 먼저 기술한다. 이후 Trait를 with를 이용하여 Mix-in 한다.
  * 즉, Java의 Interface와 달리 Class도 상속이 가능하다! 이는 해당 부모 Class의 Method를 Override가 필요한 상황에서 사용한다.

<sxh scala>
object Client extends App {
  val x:D = new D
  x.func
  // "안녕, 세상아!"
}

trait T1 {
  def func(): Unit
}

trait T2 {
  private val greeting = "Hello, world!"
  def func() = println(greeting)
}

class C1 {
}

class D extends C1 with T1 with T2 {
  override def func(): Unit = println("안녕, 세상아!")
}
</sxh>


== Stackable Modifications ==

<sxh scala ; highlight: [2, 21-22]>
object Client extends App {
  val queue = new BasicIntQueue with Doubling
  queue.put(10)

  println(queue.get())
  // 20
}

abstract class IntQueue {
  def get(): Int
  def put(x: Int)
}

class BasicIntQueue extends IntQueue {
  private val buf = new ArrayBuffer[Int]
  override def get(): Int = buf.remove(0)
  override def put(x: Int) = buf += x
}

trait Doubling extends IntQueue {
  // trait에서 super로 접근할 때는 override abstract가 필요.
  override abstract def put(x: Int): Unit = super.put(x * 2)
}
</sxh>


=== 여러 Trait를 mix-in 했을 때 우선 순위 ===

가장 오른쪽에 있는 Trait의 효과부터 적용된다.

<sxh scala>
trait Base {
  override def toString: String = "Base"
}


trait A extends Base {
  override def toString: String = s"A->${super.toString}"
}

trait B extends Base {
  override def toString: String = s"B->${super.toString}"
}

trait C extends Base {
  override def toString: String = s"C->${super.toString}"
}


class MixIn extends A with B with C {
  override def toString: String = s"MixIn->${super.toString}"
}

// println(new MixIn())
/// MixIn->C->B->A->Base
</sxh>


= Type parameterization =

== Bounded Type ==

Type Parameter를 특정 Class나 거의 Sub type 또는 Base type으로 **<fc red>제한</fc>**하는 방법.

=== Upper bound ===

Type을 Base type 또는 Sub type 중 하나로 제한한다.

https://docs.scala-lang.org/tour/upper-type-bounds.html

<sxh>
<identifier> <: <upper bound type>
</sxh>

<sxh scala ; highlight:[8]>
object Practice extends App {
  def check[A <: Parent](u: A): Unit = {
    println(s"${u.name}")
  }

  // Runtime Error
  // inferred type arguments [GrandParent] do not conform to method check's type parameter bounds [A <: Parent]
  check(new GrandParent("Jake"))

  check(new Parent("Fred"))
  check(new Child("Mike"))
}

class GrandParent(val name: String)
class Parent(name: String) extends GrandParent(name)
class Child(name: String) extends Parent(name)
</sxh>

=== Lower bound ===

Type을 해당 Type으로 제한하거나 또는 해당 Type이 확장되는 Base type 중 하나로 제한한다.

<sxh>
<identifier> >: <lower bound type>
</sxh>


== Type variance ==

 Type parameter를 **<fc red>덜 제한적</fc>**으로 만드는 방법.
타입 가변성(Type variance)은 Type parameter가 Base type이나 Sub type을 충족하도록 적응하는 방법을 지정한다.

|<100%>|
^   Scala  ^  Java              ^  설명                                        ^  예시  ^
|  +T        | ? extends T  |  Covariance (공변성)              |  **X[T<sub>sub</sub>]**는 **X[T]**의 Sub type  |
|  -T         |  ? super T     |  Contravariance (반공변성)   |  **X[T<sup>super</sup>]**는  **X[T]**의 Sub type  |
|   T         |  T                   |  Invariance (무공변성)           |  **X[T]**는 **X[T]**. X[T<sub>sub</sub>] 혹은 X[T<sup>super</sup>]가 X[T]를 대체할 수 없음. |

  * Effective Java에서 나오는 [[https://www.oracle.com/technetwork/server-storage/ts-5217-159242.pdf|PECS (Producer extends, Consumer super)]] 원리와 같은 개념.
      * Producer는 getter, Consumer는 setter
      * Scala의 [[https://www.scala-lang.org/api/2.12.1/scala/Function1.html|Function1]] 혹은 Java의 [[https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/function/Function.html|Function]]을 보면 쉽게 유추 가능.
          * 첫번째 인자 **-T1**는 Producer, 두번째 인자 **+R**는 반환값으로 Consumer.
              * 반환해야 하는(생산하는) 값이 Super type인데, 인자로 받은(제공하는) 값이 Sub type이면 Super type의 Method를 호출할 수 없음.
              * 이런 이유로 T1은 동등한 레벨의 타입이거나 상위 타입(Super type)이어야 한다.
          * "상위 추상화 타입 -> 하위 구체화 타입"

<sxh scala>
// https://github.com/deanwampler/programming-scala-book-code-examples/blob/master/src/main/scala/progscala3/objectsystem/variance/FunctionVariance.scala

class CSuper                { def msuper() = println("CSuper") }
class C      extends CSuper { def m()      = println("C") }
class CSub   extends C      { def msub()   = println("CSub") }

object AbsTypes extends App {
  // 추상적인 것 -> 구체적인 것
  val f1: C => C = (c: C)      => new C
  val f2: C => C = (c: CSuper) => new CSub
  val f3: C => C = (c: CSuper) => new C
  val f4: C => C = (c: C)      => new CSub
  
  // Error!
  /** 인자로 C를 받도록 타입을 정의했는데, C를 상속받은 CSub를 인자로 받는다면
   *  C가 알지못하는 Method가 호출될 수 있다!
   */
  val f5: C => C = (c: CSub)   => new CSuper
}
</sxh>



= Abstract types =

https://docs.scala-lang.org/tour/abstract-type-members.html

<sxh scala ; highlight:[7,8,13,15,21,23]>
import java.io._
import scala.io.Source

// https://github.com/deanwampler/programming-scala-book-code-examples/blob/master/src/main/scala/progscala3/typelessdomore/AbstractTypes.scala
// 위 소스를 응용한 예제
abstract class BulkReader {
  type In // 구체적인 타입을 지정하지 않음.
  val source: In // 바로 위에서 지정한 Type인 "In"을 사용
  def read: String
}

class StringBulkReader
(val source: String)  // 추상 타입의 실질 타입 정의
  extends BulkReader {
  type In = String // 추상 타입 구체화

  override def read: String = source
}

class FileBulkReader
(val source: File) // 추상 타입의 실질 타입 정의
  extends BulkReader {
  type In = File  // 추상 타입 구체화

  override def read: String = {
    val source1 = Source.fromFile(source)
    try source1.mkString finally source1.close()
  }
}
</sxh>

== Parameterized types vs. Abstract types ==

어떤 상황에서 무엇이 적절한가?

  *  Parameterized types : Type parameter가 Parameterized types와 관련이 없는 경우
    * List[A]에서 A는 String, Int 무엇이든 상관 없음.
  
  * Abstract types : 타입 멤버가 객체의 **동작**과 일치하는 경우
      * 위 예시를 보면 "읽는다"라는 동작이 일치한다.


= Implicit Parameters and Conversions =

== Implicit Parameters ==

Currying 혹은 Lazy 된 함수의 인자를 명시적으로 지정하지 않아도 자신의 네임스페이스의 기본값을 사용하는 방법. 변수나 함수 매개변수에 "implicit"를 앞에 붙인다.

"Dependency Injection"의 시각으로 볼 수 있다.


<sxh scala>
object Printer {
  def print(num: Double)(implicit format: String) = println(format.format(num))
}

// fmt가 주입된다.
object Practice extends App {
  implicit val fmt = "%.7f"
  Printer.print(1.11)
}
</sxh>


== Implicit Class ==

암시적 Type 변환. 어느 Instance의 Type이 특정 Instance의 Type인 것처럼 자동 전환하여 그 특정 Instance의 Method를 가진 것처럼 보이게 할 수 있다.

C#, Kotlin의 Extension Methods과 비슷한 기능.

서로를 고려하지 않고 독립적으로 개발된 소프트웨어/라이브러리를 하나로 묶으려고 할 때 사용.

* 생성 규칙
  * object/class/trait 안에 정의되어야 한다.
  * Implicit를 선언하지 않는 인자를 받아야 한다.
  * 같은 namespace에서 object/class/trait 이름이 같아서는 안된다.
    * case Class는 사용할 수 없다. (자동으로 생성되는 Companion Object 때문)

<sxh scala ; title:Case1_문제제기 ; highlight:[7,8]>
object Client extends App {
  val uc = new UnaryCalculator(2)
  
  val op1 = uc ** 3
  //val op1 = uc.**(3)

  val op2 = 3 ** uc // Error!
//val op2 = {3}.**(uc), 정수 3은 ** Method를 가지고 있지 않음.
  
  println(op1 + " / " + op2)
}

class UnaryCalculator (val v: Int) {
  def ** (`pow`: Int) = math.pow(v, `pow`)
}
</sxh>

<sxh scala ; title:Case1에_대한_해결_방법 ; highlight:[2,16]>
object Client extends App {
  implicit def intToUnaryCalculator (initVal: Int) = new UnaryCalculator(initVal)

  val uc = new UnaryCalculator(2)
  
  val op1 = uc ** 3
  //val op = uc.**(3)

  val op2 = 3 ** uc
  //val op = {3}.**(uc)

  println(op1 + " / " + op2) // 8.0 / 9.0
}

class UnaryCalculator (val v: Int) {
  def ** (`pow`: UnaryCalculator) = math.pow(v, `pow`.v)
}
</sxh>

language/scala.txt · Last modified: 2021/03/24 08:18 by ledyx