Das Dokument bietet eine umfassende Einführung in die Programmiersprache Scala, einschließlich ihrer Grundlagen, Scripting-Fähigkeiten und Anwendungsentwicklung. Es werden die starken statischen Typsysteme, funktionale und objektorientierte Programmierung sowie die Nutzung von Bibliotheken betont. Darüber hinaus werden potenzielle Einsatzszenarien und Kritikpunkte an Scala besprochen.

1. Programming in Scala

2. Scala Nightsession - Agenda
► Part I - Spracheinführung
> Intro
> Scala Basics
► Part II - Scripting
> Scripting mit Scala
> Livecoding
► Part III – Application Development
> Funktionale Programmierung
> Objektorientierung
> Livecoding
2 Scala

3. I – Spracheinführung
► Imperativ
> Echte Variablen
> Kontrollstrukturen (if, while, try-catch)
⇒ Skripting
► Objektorientiert
> Gemeinsame Basistypen für alle „Objekte“
> Komposition durch Kombination von Klassen/traits
⇒ Modulare Anwendungsentwicklung
► Funktional
> Jeder Ausdruck hat einen Rückgabewert
> Zustandslos: Immutable Werte und Collections
> Closures, Tupel, Algebraische Datentypen, ….
⇒ Datenverarbeitung
3 Scala

4. I – Spracheinführung
Was ist Scala?
Eine Skriptsprache
►
Eine Applikationssprache
►
Ein Toolkit zum Erstellen von eigenen Sprachen (DSLs)
►
Ein aufgeräumtes Java
►
Was kann man mit Scala?
Beliebige Problemstellungen ausdrücken und per Typsystem prüfen
►
Für jeden Anwendungsfall einen optimalen Kontext schaffen (DSLs)
►
Einfache Aufgaben erledigen, Komplexe einfach machen
►
Vorhandenen Code zu jeder beliebigen Zeit flexibel und sicher erweitern
►
Direkt auf der JVM aufsetzen und beliebige Java-Libraries nutzen
►
Mit den Aufgaben und Anforderungen wachsen
►
4 Unternehmenspräsentation

5. I – Spracheinführung: DasTypsystem
You've got the best of both worlds, don't you?
All our strengths, none of our weaknesses.
► Scalas Typsystem ist stark und statisch
► Einfaches Refactoring
► Ermöglicht guten IDE-Support
► Es sind viel mehr Ausdrücke prüfbar als in Java
► Der Code wirkt dynamisch
> Typangaben entfallen meist
– Ausnahme: Schnittstellen
– Vorteil v.a. bei Typparametern (Generics)
> Statisches Ducktyping
> Implizite Konvertierungen
5 Scala

6. I – Spracheinführung
Eine Einführung von Martin Odersky
A
Scalable
Language
Martin Odersky
FOSDEM 2009
Martin Odersky, FOSDEM 2009
6 Unternehmenspräsentation

7. II - Scripting
► Scripting mit Scala
7 Unternehmenspräsentation

8. II – Scripting-Einführung (IKEA-Style)
Scripting mit Scala - Have it your way!
Beim Skripten geht es darum, Aufgaben zu erledigen
►
> Die Sprache soll dich unterstützen und nicht mit Typen und Objekten nerven
Wenn du eine Library oft in deinen Skripten verwendest…
►
> Gönn ihr ein paar Extra-Methoden und Operatoren!
> Impliziten Konvertierungen machen es möglich
Mach es dir einfach!
►
> Funktionen auf Package-Ebene statt XXXUtils, XYZHelper, …
> Closures und Collections sind deine besten Freunde!
> Objekte… Klassen? Typen?? => Überbewertet!
Durch den Einsatz als Skriptsprache lässt sich Scala am besten erlernen!
8 Unternehmenspräsentation

9. II – Scripting-Basiskomponenten
Scala‘s Collections:
Here be Arrays
► Vollständiges Neudesign
> Ersetzen die JDK-Collections
> Einfache Zusammenarbeit mit diesen durch Implizite Konvertierungen
► Jede Collection gibt es in Mutable und Immutable-Varianten
Eine Übersicht: http://www.scala-lang.org/docu/files/collections-api/collections.html
►
9 Unternehmenspräsentation

10. II – Scripting-Basiskomponenten
Collections: Sequenzen und Maps
Seq (~ java.util.List)
val a = Seq(1,2,4,7)
println(a(3)) // gibt 7 aus
val b = a +: 5 // Seq(1,2,4,7,5)
val c = a :+ 10 // Seq(10,1,2,4,7)
var d = Array(1,2,9) ++ a // Array (1,2,9,1,2,4,7)
d = d.filter { i => i > 3 } // Array(9,4,7)
d = d.map { i = > (i + 1).toString }
// Array(„10“,“5“,“8“)
Map (~ java.util.Map)
val m = Map(„a“ -> 4, „b“ -> 5, „d“ -> 6)
val ma = m(„a“) // 4
val m2 = m + („f“ -> 6) // Map(a->4, b->5, d->6, f->6)
val m3 = m – “b“ // Map(a->4, d->6, f->6)
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11. II – Scripting-Basiskomponenten
Implizite Konvertierungen
► Selbstdefinierte automatische Typumwandlungen
► Scala‘s Panzerklebeband
Schnittstellen ändern
implicit def asFileFilter(fn: File => Boolean) = new FileFilter{
def matches(f: File) = fn(f)
}
val files = new File(“foobar.xml“).listFiles { f => f.isFile }
Neue Methoden hinzufügen
implicit def xstring(s: String) = new Object{
def asFile = new File(s)
}
val dirs = “foobar.xml“.asFile.listFiles {f => f.isDirectory }
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12. II – Scripting-Basiskomponenten
Implizite Konvertierungen: Nutzen
> Natives Einbinden von fremden Libraries
– Kitten z.B. zwischen Scala‘s und Java‘s Collections
– Automatisches Ersetzen von Interfaces durch closures (s.o.)
– Bestehende Objekte (lokal) um neue Methoden erweitern
> Sicherer Ersatz für dynamische Metaklassen
– Werden nur angewendet wenn sie im Scope (importiert) sind
– Überschreiben keine vorhandenen Methoden und stacken nicht
– Können keine globalen Änderungen bewirken
> Implicits sind vor allem für das Skripting interessant
– Code wird kürzer, besser lesbar
– Java-Utilities können einfacher verwendet werden
12 Unternehmenspräsentation

13. I – Scripting mit Scala
Live Coding Session
Themen
► Die Eclipse-IDE
► Package-Objekte und App
► Var, Val und Def
► Implizite Konvertierungen
► Collections
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14. III - Application Development
► Application Development
14 Unternehmenspräsentation

15. III – Application Development
Scala im „Programming in the Large“
Je größer ein Projekt ist, je mehr Mitarbeiter es hat und je länger es läuft, umso
►
wichtiger sind
> Statische Typisierung
– Einfaches Refactoring und reduzierte Testaufwände
– Typangaben dokumentieren den Code
> Erweiterbarkeit
– Vorhandener Code muss an neue Anforderungen
– Leichte Wiederverwendbarkeit
> Stabilität
– Keine Seiteneffekte
> Modularisierung
– Aufgaben auf Teams auspalten
– Kontrakte definieren
Jeder dieser Punkte kann auf Spracheebene adressiert werden
►
15 Unternehmenspräsentation

16. III – Application Development
► Scalas Schlüsselkomponenten dazu
> Funktionale Programmierung (FP)
– Datenverarbeitung
> Objektorientierung (OO)
– Modularisierung
– Modellierung von Workflows
> Das Typsystem
– Die 3 Sprachebenen: Statements, Templates, Typen
– Typparameter (Generics)
16 Unternehmenspräsentation

17. III - Funktionale Programmierung
► Prinzipien
> Trennung von Daten und Funktionen!
> Zustandlosigkeit
► Daten
> Typen: Werte, Collections
> Sondertypen: Funktionen (Closures), Algebraische Datentypen
> Pattern Matching: Zerlegen von Daten in ihre Werte
► Funktionen
> Liefern immer einen Wert zurück
> Verändern nicht ihre Eingabeparameter
► Ziele
> Effiziente Datenverarbeitung
> Vermeidung von Seiteneffekten!
> Dadurch hohe Test- und Wartbarkeit
17 Unternehmenspräsentation

18. III – Funktionale Komponenten in Scala
► Scala integriert die FP als Teil der Objektorientierung
> Funktionen: Objekte mit einer unsichtbaren „apply“-Funktion
{ i => i.toString }
=> new Function(){ def apply(i: Any) = i.toString() }
> Algebraische Datentypen: Case Klassen
abstract sealed class Frucht
case class Apfel(sauer: Boolean) extends Frucht
Case class Birne(sorte: String) extends Frucht
> Pattern Matching
def welcheFrucht(frucht: Frucht) = frucht match {
case Apfel(sauer) => println(„Ich bin ein Apfel und sauer:“ + sauer)
case Birne(sorte) => println(„Ich bin eine Birne und heiße:“+ sorte)
}
18 Unternehmenspräsentation

19. III - Objektorientierung in Scala
► Klassen
> Wie in Java, nur kürzer!
> Case-Klassen: Quick-and-Dirty Datentypen mit equals/hashcode/toString
► Objekte
> Singletons als Sprachkonstrukt ersetzen die Statics
> Unterstützten Vererbung
> Package Objekt: Definition von package-weiten Funktionen / Werten
► Traits
> Wie Java-Interfaces, nur mit Implementierungen!
> Erlauben eingeschränkte Mehrfachvererbung: (abstrakt, ohne Konstruktor)
► Strukturelle Typen
> Wie Java-Interfaces, nur ohne Vererbung
> „Statisch typisiertes“ Ducktyping
19 Unternehmenspräsentation

20. III – Objektorientierung: Das Typsystem
Objektorientierung mit einer aufgeräumten Typhierarchie
Supertypen
► Any: Alle Objekte
► AnyRef: Alle Referenzen
> java.lang.Object
► AnyVal: Alle „Primitiven“
Subtypen
► Null: Subtyp aller AnyRefs
► Nothing: Subtyp aller Typen
> Ausstieg per Exception
Besonderheit
► Unit: Leerer Wert == void
20 Scala

21. III - Erweiterbarkeit durch FP und OO
In welcher Hinsicht ist Scala erweiterbar?
► Neue Datenstrukturen (Objektorientiert)
> Vererbung
► Neue Operationen (Funktional)
> Case Classes mit Pattern Matching
In jede Richtung mit impliziten Konvertierungen und Parametern..
Scala

22. III – Das Typsystem: Scalas Sprachebenen
Statements
Geben Werte zurück, erzeugen Seiteneffekte
def a = { 3 }
println („Hello World“)
Templates
Definition von Objekten und Klassen
trait Printable { … }
class Printer extends Printable{ … }
object Printer extends Printer{ … }
new { … } with Printable { … }
Typen
Kontrakte aus Klassen, Traits und Methoden
type Jlist[T] = java.util.List[T]
type Closeable = { def close() }
def onClosableList(c : Closeable with Jlist[T])
22 Unternehmenspräsentation

23. Livecoding
Themen
► Objektorientierung
► Funktionale Programmierung mit Case-Klassen / Pattern Matching
► Integration mit Java-Klassen
23 Unternehmenspräsentation

24. Abschluss
24 Unternehmenspräsentation

25. Einsatzszenarien
Scalas Stärken
► Skripting
► Buildskripte (SBT, baut auf Maven auf)
► Applikationsentwicklung
► Ersatz für XML-Konfigurationsdateien
► Unit-Testing (ScalaTest, Specs)
► Web-Entwicklung mit Lift
► Domain Specific Languages
Javas Stärken
► GUI-Layouting (GUI-Builder erzeugen immer Java-Code)
► GWT (Es gibt keinen Bytecode-Compiler für GWT)
► JPA-Beans (?)
Scala

26. Kritikpunkte
► Sprache
> XML-Support auf Sprachebene
> Keine dynamische Typisierung
> Komplexität?
– Sprache: Weniger komplex als Java, C# und C++…
– Fehlermeldungen des Compilers nicht immer hilfreich, v.a. bei impliziten
Konvertierungen
– Flexible Syntax erfordert Konventionen
– Viele Sprachfeatures sind für Library-Designer gedacht und werden nur
selten in der Applikationsentwicklung gebraucht
► Tooling
> Die IDEs (Noch)
> Auf die Java-Sprache bezogene Tools nicht einsetzbar (GWT)
Scala

27. Ich danke euch für eure Aufmerksamkeit.
Weitere JVM-Sprachen:
Groovy (dyn)
►
Clojure (dyn)
►
Fantom (stat/dyn)
►
JRuby (dyn)
►
Gosu (stat)
►
27 Unternehmenspräsentation