04_变量和数据类型_基础

一、核心概念

• 变量与常量：Scala 使用 var 定义变量（可变），val 定义常量（不可变）。

• 类型推断：Scala 是静态类型语言，但支持编译期自动推断类型，无需显式声明。

• 数据类型体系：完全面向对象，所有类型都是 Any 的子类，包括值类型与引用类型。

• 数值类型：Byte、Short、Int、Long、Float、Double。

• 字符与布尔类型：Char、Boolean。

• Unit / Null / Nothing：特殊类型层次结构，用于表达无值、空值和异常控制流。

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二、提出问题

• 如何在 Scala 中定义变量和常量？

• 类型系统与 Java 有何不同？

• Scala 如何在保证静态类型安全的同时，减少类型声明的冗余？

• 特殊类型（Unit、Null、Nothing）的作用是什么？

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三、论点与解决方案

• 论点1：统一的面向对象体系
  Scala 取消 Java 的基本类型与包装类区分，所有类型均继承自 Any，彻底面向对象。

• 论点2：类型推断提升开发效率
  变量声明时可省略类型，由编译器自动推断，但仍保证类型安全。

• 论点3：不可变性优先
  val 常量是默认推荐方式，有助于编写函数式编程风格代码，减少副作用。

• 论点4：特殊类型增强表达力

  • Unit：表示无返回值，相当于 Java 的 void。

  • Null：仅适用于引用类型，表示空引用。

  • Nothing：所有类型的子类，用于异常抛出或非正常终止。

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四、关键机制 / 细节

• 变量定义语法：var name: Type = value，类型可省略。

• 常量定义语法：val name: Type = value，一旦赋值不可更改。

• 数值字面量：整型默认 Int，浮点型默认 Double。

• 自动类型提升：较小范围数值可隐式转换为更大范围类型（如 Int → Long）。

• 字符串插值：s"..." 可直接嵌入变量。

• 类型层次结构：

  • Any：所有类型的超类。

  • AnyVal：数值类型和布尔、字符等值类型。

  • AnyRef：所有引用类型。

  • Null：AnyRef 的子类。

  • Nothing：所有类型的子类。

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五、总结

• Scala 的变量和数据类型体系是对 Java 的扩展与简化：统一了对象体系、增强了类型表达力、减少了样板代码。

• val 不可变变量是函数式编程的核心理念，推荐默认使用。

• 特殊类型（Unit、Null、Nothing）为异常处理、函数返回值和系统底层设计提供了灵活支持。

• 学习重点：val/var 的使用区别、类型推断机制、类型层次结构。

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六、实战（代码案例）

案例1：变量与常量

object VarDemo {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    var age: Int = 25   // 可变变量
    val name = "Alice"  // 不可变常量，类型推断为 String

    println(s"姓名: $name, 年龄: $age")
    age += 1
    println(s"更新后的年龄: $age")
    // name = "Bob" // ❌ 错误，val 不可重新赋值
  }
}

• 知识点：var 与 val 区别；类型推断；字符串插值。

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案例2：特殊类型

object TypeDemo {
  def printInfo(): Unit = {  // Unit 表示无返回值
    println("这是一个无返回值的方法")
  }

  def throwError(): Nothing = {
    throw new RuntimeException("异常终止")
  }

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    printInfo()
    // throwError() // 调用后程序直接终止
  }
}

• 知识点：Unit 等价于 void；Nothing 表示异常终止；特殊类型在控制流中的作用。