Scala中方法和函数的区别

Jim 在 his blog post 中对此进行了详细介绍，但我在此处发布简报以供参考。

首先，让我们看看 Scala 规范告诉我们什么。第 3 章（类型）向我们介绍了函数类型（3.2.9）和方法类型（3.3.1）。第 4 章（基本声明）谈到了值声明和定义（4.1）、变量声明和定义（4.2）以及函数声明和定义（4.6）。第 6 章（表达式）谈到匿名函数（6.23）和方法值（6.7）。奇怪的是，函数值在 3.2.9 上只提到过一次，其他地方都没有。

函数类型（大致）是 (T1, ..., Tn) => 形式的类型。 U，它是标准库中特征 FunctionN 的简写。 匿名函数和方法值具有函数类型，函数类型可以用作值、变量和函数声明和定义的一部分。事实上，它可以是方法类型的一部分。

方法类型是非值类型。这意味着有 no 值 - 没有对象，没有实例 - 具有方法类型。如上所述，一个方法值实际上有一个函数类型。方法类型是一个 def 声明 - 关于 def 的所有内容，除了它的主体。

Value Declarations and Definitions 和 Variable Declarations and Definitions 是 val 和 var 声明，包括 type 和 value - 可以是， 函数类型和匿名函数或方法值。请注意，在 JVM 上，这些（方法值）是使用 Java 所谓的“方法”实现的。

Function Declaration 是一个 def 声明，包括 type 和 body。类型部分是方法类型，主体是表达式或块。这也通过 Java 所谓的“方法”在 JVM 上实现。

最后，匿名函数是函数类型的实例（即特征FunctionN的实例）和方法值是一样的！区别在于方法值是从方法创建的，或者通过后缀下划线（m _ 是对应于“函数声明”（def）m 的方法值），或者通过名为 的过程eta-expansion，就像从方法到函数的自动转换。

这就是规格所说的，所以让我把它放在前面：我们不使用那个术语！它导致了所谓的“函数声明”（作为程序的一部分（第 4 章——基本声明））和“匿名函数”（一个表达式）和“函数类型”之间的太多混淆，即，一种类型——一种特征。

下面的术语由经验丰富的 Scala 程序员使用，与规范中的术语相比有一个变化：我们说的不是函数声明，而是方法。甚至方法声明。此外，我们注意到值声明和变量声明也是实用的方法。

因此，鉴于上述术语的变化，这里是对区别的实际解释。

function 是一个包含 FunctionX 特征之一的对象，例如 Function0、Function1、Function2 等。它也可能包含 PartialFunction，实际上扩展 Function1。

让我们看看这些特征之一的类型签名：

trait Function2[-T1, -T2, +R] extends AnyRef

这个特征有一个抽象方法（它也有一些具体方法）：

def apply(v1: T1, v2: T2): R

这告诉我们所有关于它的知识。 function 有一个 apply 方法，它接收 T1、T2、... 类型的 N 个参数， TN，并返回 R 类型的内容。它接收的参数是逆变的，结果是协变的。

这种差异意味着 Function1[Seq[T], String] 是 Function1[List[T], AnyRef] 的子类型。作为子类型意味着它可以代替它。可以很容易地看出，如果我要调用 f(List(1, 2, 3)) 并期望返回 AnyRef，则上述两种类型中的任何一种都可以工作。

现在，方法和函数的相似性是什么？好吧，如果 f 是一个函数，而 m 是作用域的本地方法，那么两者都可以像这样调用：

val o1 = f(List(1, 2, 3))
val o2 = m(List(1, 2, 3))

这些调用实际上是不同的，因为第一个只是语法糖。 Scala 将其扩展为：

val o1 = f.apply(List(1, 2, 3))

当然，这是对对象 f 的方法调用。函数还具有其他语法糖的优势：函数文字（实际上是其中两个）和 (T1, T2) => R 类型签名。例如：

val f = (l: List[Int]) => l mkString ""
val g: (AnyVal) => String = {
  case i: Int => "Int"
  case d: Double => "Double"
  case o => "Other"
}

方法和函数的另一个相似之处是前者可以很容易地转换为后者：

val f = m _

假设 m 类型为 (List[Int])AnyRef，Scala 会将 that 扩展为（Scala 2.7）：

val f = new AnyRef with Function1[List[Int], AnyRef] {
  def apply(x$1: List[Int]) = this.m(x$1)
}

在 Scala 2.8 上，它实际上使用 AbstractFunction1 类来减少类大小。

请注意，不能以相反的方式转换——从函数到方法。

然而，方法有一个很大的优势（嗯，两个——它们可以稍微快一点）：它们可以接收类型参数。例如，虽然上面的 f 必须指定它接收的 List 的类型（示例中的 List[Int]），但 m 可以对其进行参数化：

def m[T](l: List[T]): String = l mkString ""

我认为这几乎涵盖了所有内容，但我很乐意通过回答可能存在的任何问题来补充这一点。

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方法和函数之间的一个很大的实际区别是 return 的含义。 return 只从方法返回。例如：

scala> val f = () => { return "test" }
<console>:4: error: return outside method definition
       val f = () => { return "test" }
                       ^

从方法中定义的函数返回执行非本地返回：

scala> def f: String = {                 
     |    val g = () => { return "test" }
     | g()                               
     | "not this"
     | }
f: String

scala> f
res4: String = test

而从本地方法返回仅从该方法返回。

scala> def f2: String = {         
     | def g(): String = { return "test" }
     | g()
     | "is this"
     | }
f2: String

scala> f2
res5: String = is this

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函数 可以使用参数列表调用函数以产生结果。函数具有参数列表、主体和结果类型。作为类、特征或单例对象成员的函数称为方法。在其他函数中定义的函数称为局部函数。结果类型为 Unit 的函数称为过程。源代码中的匿名函数称为函数字面量。在运行时，函数字面量被实例化为称为函数值的对象。

Programming in Scala Second Edition. Martin Odersky - Lex Spoon - Bill Venners

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假设你有一个列表

scala> val x =List.range(10,20)
x: List[Int] = List(10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19)

定义一个方法

scala> def m1(i:Int)=i+2
m1: (i: Int)Int

定义一个函数

scala> (i:Int)=>i+2
res0: Int => Int = <function1>

scala> x.map((x)=>x+2)
res2: List[Int] = List(12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21)

方法接受参数

scala> m1(2)
res3: Int = 4

用 val 定义函数

scala> val p =(i:Int)=>i+2
p: Int => Int = <function1>

函数参数是可选的

 scala> p(2)
    res4: Int = 4

scala> p
res5: Int => Int = <function1>

方法的参数是强制性的

scala> m1
<console>:9: error: missing arguments for method m1;
follow this method with `_' if you want to treat it as a partially applied function

检查下面的 Tutorial，它解释了通过其他示例传递其他差异，例如使用 Method Vs Function、使用函数作为变量、创建返回函数的函数

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函数不支持参数默认值。方法可以。从方法转换为函数会丢失参数默认值。 （斯卡拉 2.8.1）

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有一篇很好的文章here，我的大部分描述都来自该文章。关于我的理解，只是对函数和方法的简短比较。希望能帮助到你：

功能：它们基本上是一个对象。更准确地说，函数是具有 apply 方法的对象。因此，由于它们的开销，它们比方法慢一点。它类似于静态方法，因为它们独立于要调用的对象。一个简单的函数示例如下所示：

val f1 = (x: Int) => x + x
f1(2)  // 4

上面的行只是将一个对象分配给另一个对象，例如 object1 = object2。实际上，我们示例中的 object2 是一个匿名函数，因此左侧获取对象的类型。因此，现在 f1 是一个对象（函数）。匿名函数实际上是 Function1[Int, Int] 的一个实例，表示一个函数有 1 个 Int 类型的参数和 Int 类型的返回值。不带参数调用 f1 会给我们匿名函数的签名 (Int => Int = )

方法：它们不是对象，而是分配给类的实例，即对象。与 java 中的方法或 c++ 中的成员函数完全相同（如 Raffi Khatchadourian 在对 this question 的评论中指出的）等。方法的简单示例如下所示：

def m1(x: Int) = x + x
m1(2)  // 4

上面这行不是简单的赋值，而是一个方法的定义。当您像第二行一样使用值 2 调用此方法时，x 将替换为 2 并且将计算结果并得到 4 作为输出。如果只是简单地写 m1 在这里你会得到一个错误，因为它是方法并且需要输入值。通过使用 _ 您可以将方法分配给如下函数：

val f2 = m1 _  // Int => Int = <function1>

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这是 Rob Norris 的精彩post，它解释了差异，这是一个 TL；DR

Scala 中的方法不是值，而是函数。您可以构造一个通过 η-expansion 委托给方法的函数（由尾随的下划线 thingy 触发）。

具有以下定义：

方法是用 def 定义的东西，值是可以分配给 val 的东西

简而言之（摘自博客）：

当我们定义一个方法时，我们发现我们不能将它分配给 val。

scala> def add1(n: Int): Int = n + 1
add1: (n: Int)Int

scala> val f = add1
<console>:8: error: missing arguments for method add1;
follow this method with `_' if you want to treat it as a partially applied function
       val f = add1

还要注意 add1 的 type，它看起来不正常；您不能声明 (n: Int)Int 类型的变量。方法不是价值。

但是，通过添加 η 扩展后缀运算符（η 发音为“eta”），我们可以将方法转换为函数值。注意 f 的类型。

scala> val f = add1 _
f: Int => Int = <function1>

scala> f(3)
res0: Int = 4

_ 的效果相当于执行以下操作：我们构造一个委托给我们的方法的 Function1 实例。

scala> val g = new Function1[Int, Int] { def apply(n: Int): Int = add1(n) }
g: Int => Int = <function1>

scala> g(3)
res18: Int = 4

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实际上，Scala 程序员只需要知道以下三个规则即可正确使用函数和方法：

def 定义的方法和 => 定义的函数字面量都是函数。它在《Scala 编程》第 4 版第 8 章第 143 页中定义。

函数值是可以作为任何值传递的对象。函数文字和部分应用的函数是函数值。

如果代码中的某个点需要函数值，则可以省略部分应用函数的下划线。例如： someNumber.foreach(println)

Programming in Scala 出版了四个版本之后，人们仍然很难区分函数和函数值这两个重要概念，因为所有版本都没有给出明确的解释。语言规范太复杂了。我发现上面的规则简单而准确。

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在 Scala 2.13 中，与函数不同，方法可以接受/返回

类型参数（多态方法）

隐式参数

依赖类型

但是，Polymorphic function types #4672 在 dotty (Scala 3) 中取消了这些限制，例如，dotty 版本 0.23.0-RC1 启用了 following syntax

类型参数

def fmet[T](x: List[T]) = x.map(e => (e, e))
val ffun = [T] => (x: List[T]) => x.map(e => (e, e))

隐式参数（context 个参数）

def gmet[T](implicit num: Numeric[T]): T = num.zero
val gfun: [T] => Numeric[T] ?=> T = [T] => (using num: Numeric[T]) => num.zero

依赖类型

class A { class B }
def hmet(a: A): a.B = new a.B
val hfun: (a: A) => a.B = hmet

有关更多示例，请参阅 tests/run/polymorphic-functions.scala

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它们之间最重要的区别在于，方法是属于对象的定义（通常是定义它的类、特征或对象），而函数本身就是一个值，因为在 Scala 中，每个值都是一个对象，因此，函数就是对象。

例如，这是一个方法：

def timesTwoMethod(x :Int): Int = x * 2

这是一个功能：

def timesTwoFunction = (x: Int) => x * 2

两者之间的真正区别是什么？

真正的区别在于第二个是对象。它的类型是 Int => Int，或者更具体地说是 Function1[Int, Int]。

为什么 Scala 将函数视为对象？

他们这样做是为了让您可以将函数作为参数传递给其他函数，因为 Scala 中的函数是一等公民。

然而，在某些情况下，Scala 可以通过一种重要的机制将方法或多或少地视为函数。

例如，在类型 List 上定义的高阶函数 map 接收另一个函数 f 作为其定义中的唯一参数，类型为 f: A => B。接下来的两行都编译、运行并输出相同的结果：

List(1, 2, 3).map(timesTwoMethod)
List(1, 2, 3).map(timesTwoFunction)

为什么这行得通？

这是因为存在在 Scala 编译器中实现的称为 Eta Expansion 的机制。它所做的是将方法类型的表达式转换为函数类型的等效表达式，并且它无缝而安静地完成了。

这就是为什么上面的两行是等价的。

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方法对对象进行操作，但函数不会。

Scala 和 C++ 有 Fuction，但在 JAVA 中，你必须用静态方法来模仿它们。

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