关于ffmpeg的安装和编码格式问题

Scala第十八章节

章节目标

1. 掌握Iterable集合相关内容.
2. 掌握Seq集合相关内容.
3. 掌握Set集合相关内容.
4. 掌握Map集合相关内容.
5. 掌握统计字符个数案例.

1. Iterable

1.1 概述

Iterable代表一个可以迭代的集合, 它继承了Traversable特质, 同时也是其他集合的父特质. 最重要的是, 它定义了获取迭代器(iterator)的方法: def iterator: Iterator[A], 这是一个抽象方法, 它的具体实现类需要实现这个方法, 从而实现迭代的返回集合中的元素.

1.2 分类

Traversable提供了两种遍历数据的方式:

• 通过iterator()方法实现, 迭代访问元素的功能.

• 通过foreach()方法实现, 遍历元素的功能.

1.3 案例一: 遍历集合

需求

1. 定义一个列表, 存储1, 2, 3, 4, 5这五个数字.
2. 通过iterator()方法遍历上述的列表.
3. 通过foreach()方法遍历上述的列表.

参考代码

//案例: 遍历集合元素.
object ClassDemo01 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //1. 定义一个列表, 存储1, 2, 3, 4, 5这五个数字.
    val list1 = (1 to 5).toList

    //2. 通过iterator()方法遍历上述的列表.
    val it: Iterator[Int] = list1.iterator
    while(it.hasNext) {
      val ele = it.next()
      println(ele)
      if(ele == 3) println("额外的操作: " + ele * 10)
    }
    println("-" * 15)

    //3. 通过foreach()方法遍历上述的列表.
    list1.foreach(println(_))
  }
}

1.4 案例二: 分组遍历

如果遇到将Iterable对象中的元素分成固定大小的组, 然后遍历这种需求, 就可以通过grouped()方法来实现了.

格式

def grouped(size: Int): Iterator[Iterable[A]]

需求

1. 定义一个Iterable集合, 存储1~13之间的所有整数.
2. 通过grouped()方法, 对Iterable集合按照5个元素为一组的形式进行分组, 遍历并打印结果.

参考代码

//案例: 演示grouped分组功能.
object ClassDemo02 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //1. 定义Iterable集合, 存储1~13之间的数字.
    val i1 = (1 to 13).toIterable
    //2. 通过grouped方法按照5个元素为一组的方式, 对Iterable集合分组.
    val result1 = i1.grouped(5)
    //3. 遍历元素, 打印结果.
    while (result1.hasNext) {
      println(result1.next())
    }
  }
}

1.5 案例三: 按照索引生成元组

Iterable集合中存储的每个元素都是有索引的, 如果我们想按照元素 -> 索引这种格式, 生成一个新的集合, 此时, 就需要用到zipWithIndex()方法了.

需求

1. 定义一个Iterable集合, 存储"A", “B”, “C”, “D”, "E"这五个字符串.
2. 通过zipWithIndex()方法, 按照 字符串->索引这种格式, 生成新的集合.
3. 重新按照 索引->字符串这种格式, 生成新的集合.
4. 打印结果.

参考代码

//案例: 按照索引生成元组
object ClassDemo03 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //1. 定义一个Iterable集合, 存储"A", "B", "C", "D", "E"这五个字符串.
    val i1 = Iterable("A", "B", "C", "D", "E")
    //2. 通过zipWithIndex()方法, 按照 字符串->索引这种格式, 生成新的集合.
    val i2 = i1.zipWithIndex    //List((A,0), (B,1), (C,2))
    //3. 重新按照 索引->字符串这种格式, 生成新的集合.
    val i3 = i1.zipWithIndex.map(x => x._2 -> x._1)
    //4. 打印结果.
    println(i2)
    println(i3)
  }
}

1.6 案例四: 判断集合是否相同

有时候, 我们不仅想判断两个集合中的元素是否全部相同, 而且还要求这两个集合元素的迭代顺序保持一致, 此时, 就可以通过sameElements()方法来实现该需求了.

需求

1. 定义Iterable集合list1, 包含"A", “B”, "C"这三个元素.
2. 通过sameElements()方法, 判断list1和Iterable(“A”, “B”, “C”)集合是否相同.
3. 通过sameElements()方法, 判断list1和Iterable(“A”, “C”, “B”)集合是否相同.
4. 定义Iterable集合list2, 包含"A", “B”, “C”, "D"这四个元素.
5. 通过sameElements()方法, 判断list1和list2是否相同.

参考代码

import scala.collection.mutable

//案例: 检查两个Iterable是否包含相同的元素.
object ClassDemo04 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //1. 定义Iterable集合i1, 包含"A", "B", "C"这三个元素.
    val i1 = Iterable("A", "B", "C")
    //2. 判断i1和Iterable("A", "B", "C")集合是否相同.
    println(i1.sameElements(Iterable("A", "B", "C")))
    //3. 判断i1和Iterable("A", "C", "B")集合是否相同.
    println(i1.sameElements(Iterable("A", "C", "B")))
    //4. 定义Iterable集合i2, 包含"A", "B", "C", "D"这四个元素.
    val i2 = Iterable("A", "B", "C", "D")
    //5. 判断i1和i2是否相同.
    println(i1.sameElements(i2))

    //6. 扩展: 创建HashSet集合存储1, 2, 创建TreeSet集合存储2, 1, 然后判断它们是否相同.
    val hs = mutable.HashSet(1, 2)
    val ts = mutable.TreeSet(2, 1)
    println(hs.sameElements(ts))    //结果是true, 因为TreeSet会对元素排序.
  }
}

2. Seq

2.1 概述

Seq特质代表按照一定顺序排列的元素序列, 序列是一种特别的可迭代集合, 它的元素特点是有序(元素存取顺序一致), 可重复, 有索引.

2.2 分类

继承关系如下图:

IndexedSeq和LinearSeq是Seq的子特质, 代表着序列的两大子门派.

1. IndexedSeq特质代表索引序列, 相对于Seq来说, 它并没有增加额外的方法, 对于随机访问元素的方法来讲, 它更加有效, 常用的子集合有: NumericRange, Range, Vector, String等.

   • Range集合

   • NumericRange集合

   • Vector集合

2. LinearSeq特质代表线性序列, 它通过链表的方式实现, 因此它的head, tail, isEmpty执行起来相对更高效. 常用的子集合有: List, Stack, Queue等.

   • Stack: 表示栈数据结构, 元素特点是先进后出.

     • mutable.Stack: 是通过List, 也就是链表的方式实现的, 增删快, 查询慢.
     • mutable.ArrayStack: 是通过Array, 也就是数组的方式实现的, 查询快, 增删慢.

   • Queue: 表示队列数据结构, 元素特点是先进先出.

2.3 案例一: 创建Seq集合

需求

创建Seq集合, 存储元素1, 2, 3, 4, 5, 并打印结果.

参考代码

//案例: 创建Seq对象.
object ClassDemo01 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //1. 创建Seq集合, 存储元素1, 2, 3, 4, 5.
    val s1 = (1 to 5).toSeq
    //2. 打印结果.
    println(s1)
  }
}

2.4 案例二: 获取长度及元素

因为Seq集合的每个元素都是有索引的, 所以我们可以通过索引直接获取其对应的元素, 而且可以通过length()或者size()方法获取集合的长度.

需求

1. 创建Seq集合, 存储元素1, 2, 3, 4, 5.
2. 打印集合的长度.
3. 获取索引为2的元素.

参考代码

//案例: 获取长度及元素
object ClassDemo02 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //1. 创建Seq集合, 存储元素1, 2, 3, 4, 5.
    val s1 = (1 to 5).toSeq
    //2. 打印集合的长度.
    println(s1.length, s1.size)
    println("-" * 15)

    //3. 获取索引为2的元素.
    println(s1(2))
    println(s1.apply(2))
  }
}

2.5 案例三: 获取指定元素的索引值

格式

获取指定元素的索引值, 我们可以通过indexOf(), lastIndexOf(), indexWhere(), lastIndexWhere(),indexOfSlice()方法来实现, 具体功能如下:

• indexOf: 获取指定元素在列表中第一次出现的位置.
• lastIndexOf: 获取指定元素在列表中最后一次出现的位置.
• indexWhere: 获取满足条件的元素, 在集合中第一次出现的索引.
• lastIndexWhere: 获取满足条件的元素, 在集合中最后一次出现的索引.
• indexOfSlice: 获取指定的子序列在集合中第一次出现的位置.

需求

1. 定义Seq集合, 存储数据: 1, 2, 4, 6, 4, 3, 2.
2. 获取元素2在集合中第一次出现的索引, 并打印.
3. 获取元素2在集合中最后一次出现的索引, 并打印.
4. 获取集合中, 小于5的第一个偶数的索引, 并打印.
5. 从索引2位置开始查找集合中, 小于5的第一个偶数的索引, 并打印.
6. 获取集合中, 小于5的最后一个偶数的索引, 并打印.
7. 获取子序列Seq(1, 2)在t1集合中, 第一次出现的索引, 并打印.
8. 从索引3开始查找子序列Seq(1, 2)在t1集合中, 第一次出现的索引, 并打印.

参考代码

//案例: 获取指定元素的索引值
object ClassDemo03 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //1. 定义Seq集合, 存储数据: 1, 2, 4, 6, 4, 3, 2.
    val s1 = Seq(1, 2, 4, 6, 4, 3, 2)
    //2. 获取元素2在集合中第一次出现的索引, 并打印.
    println(s1.indexOf(2))
    //3. 获取元素2在集合中最后一次出现的索引, 并打印.
    println(s1.lastIndexOf(2))
    println("-" * 15)

    //4. 获取集合中, 小于5的第一个偶数的索引, 并打印.
    println(s1.indexWhere(x => (x % 2 == 0) && x < 5))
    //5. 从索引2位置开始查找集合中, 小于5的第一个偶数的索引, 并打印.
    println(s1.indexWhere(x => (x % 2 == 0) && x < 5, 2))
    //6. 获取集合中, 小于5的最后一个偶数的索引, 并打印.
    println(s1.lastIndexWhere(x => (x % 2 == 0) && x < 5))
     //7. 获取子序列Seq(1, 2)在t1集合中, 第一次出现的索引, 并打印.
    println(s1.indexOfSlice(Seq(1, 2)))
    //8. 从索引3开始查找子序列Seq(1, 2)在t1集合中, 第一次出现的索引, 并打印.
    println(s1.indexOfSlice(Seq(1,2), 3))
  }
}

2.6 案例四: 判断是否包含指定数据

如果我们想判断序列是否以指定的数据开头或者结尾, 以及判断序列是否包含指定的数据, 就可以通过startsWith(), endsWith(), contains(), containsSlice()来实现了, 具体如下:

• startsWith: 判断集合是否以指定的子序列开头.
• endsWith: 判断集合是否以指定的子序列结尾.
• contains: 判断集合是否包含某个指定的数据.
• containsSlice: 判断集合是否包含某个指定的子序列.

需求

1. 定义Seq集合s1, 存储1到10这十个数据.
2. 判断s1集合是否以子序列(1, 2)开头, 并打印结果.
3. 判断s1集合是否以子序列(1, 3)开头, 并打印结果.
4. 判断s1集合是否以子序列(9, 10)结尾, 并打印结果.
5. 判断s1集合是否以子序列(8, 9)结尾, 并打印结果.
6. 判断s1集合是否包含元素3, 并打印结果.
7. 判断s1集合是否包含子序列Seq(1, 2), 并打印结果.
8. 判断s1集合是否包含子序列Seq(1, 3), 并打印结果.

参考代码

//案例: 判断集合是否包含指定数据
object ClassDemo04 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //1. 定义Seq集合s1, 存储1到10这十个数据.
    val s1 = (1 to 10).toSeq
    //2. 判断s1集合是否以子序列(1, 2)开头, 并打印结果.
    println(s1.startsWith(Seq(1,2)))
    //3. 判断s1集合是否以子序列(1, 3)开头, 并打印结果.
    println(s1.startsWith(Seq(1,3)))
    //4. 判断s1集合是否以子序列(9, 10)结尾, 并打印结果.
    println(s1.endsWith(Seq(9,10)))
    //5. 判断s1集合是否以子序列(8, 9)结尾, 并打印结果.
    println(s1.endsWith(Seq(8,9)))
    println("-" * 15)
    //6. 判断s1集合是否包含元素3, 并打印结果.
    println(s1.contains(3))
    //7. 判断s1集合是否包含子序列Seq(1, 2), 并打印结果.
    println(s1.containsSlice(Seq(1, 2)))
    //8. 判断s1集合是否包含子序列Seq(1, 3), 并打印结果.
    println(s1.containsSlice(Seq(1, 3)))
  }
}

2.7 案例五: 修改指定的元素

如果我们想修改某个元素值, 或者用指定的子序列来替代集合中的某一段元素, 就可以通过updated(), patch()方法来实现了, 具体如下:

• updated: 修改指定索引位置的元素为指定的值.

• patch: 修改指定区间的元素为指定的值.

需求

1. 定义Seq集合s1, 存储1到5这五个数据.
2. 修改索引2位置的元素值为: 10, 并打印结果.
3. 从索引1开始, 用子序列Seq(10, 20)替换3个元素, 并打印结果.

参考代码

//案例: 修改指定的元素
object ClassDemo05 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //1. 定义Seq集合s1, 存储1到5这五个数据.
    val s1 = (1 to 5).toSeq
    //2. 修改索引2位置的元素值为: 10, 并打印结果.
    val s2 = s1.updated(2, 10)
    println(s2)
    //3. 从索引1开始, 用子序列Seq(10, 20)替换3个元素, 并打印结果.
    val s3 = s1.patch(1, Seq(10, 20), 3)
    println(s3)
  }
}

3. Stack

3.1 概述

表示栈数据结构, 元素特点是先进后出. 由于历史的原因, Scala当前的库中还包含一个immutable.Stack, 但当前已经被标记为弃用, 因为它的设计不怎么优雅, 而且性能也不太好, 因为栈会涉及到大量元素的进出, 所以不可变栈的应用场景还是比较小的, 最常用的还是可变栈, 例如: mutable.Stack, mutable.ArrayStack.

3.2 图解

把元素1, 2, 3添加到栈中, 图解如下:

3.3 常用方法

• top: 获取栈顶元素, 但是不会把这个元素从栈顶移除.
• push: 表示入栈操作, 相当于把元素压入栈顶
• pop: 移除栈顶元素, 并返回此元素.
• clear: 移除集合中所有的元素.

3.4 示例一: 演示Stack可变栈

需求

1. 定义可变栈Stack, 存储1到5这5个数字.
2. 通过top()方法获取栈顶元素, 并打印.
3. 通过push()方法把元素6添加到栈顶位置, 并打印.
4. 通过pushAll()往栈顶位置添加Seq(11, 22, 33)序列, 并打印.
5. 通过pop()方法移除栈顶元素, 并打印.
6. 通过clear()方法移除集合内所有的元素.

参考代码

import scala.collection.mutable

//案例: 演示Stack可变栈
object ClassDemo06 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //1. 定义可变栈Stack, 存储1到5这5个数字.
    val s1 = mutable.Stack(1, 2, 3, 4, 5)
    //2. 通过top()方法获取栈顶元素, 并打印.
    println(s1.top)
    println(s1.size)
    println("-" * 15)
    //3. 通过push()方法把元素6添加到栈顶位置, 并打印.
    s1.push(6)
    println(s1)
    println("-" * 15)
    //4. 通过pushAll()往栈顶位置添加Seq(11, 22, 33)序列, 并打印.
    s1.pushAll(Seq(11, 22, 33))
    println(s1)
    println("-" * 15)
    //5. 通过top()方法移除栈顶元素, 并打印.
    println(s1.pop())
    println(s1.size)
    //6. 通过clear()方法移除集合内所有的元素.
    s1.clear()
    println(s1)
  }
}

3.5 案例二: 演示ArrayStack可变栈

需求

1. 定义可变栈ArrayStack, 存储1到5这5个数字.
2. 通过dup()方法复制栈顶元素, 并打印结果.
3. 通过preserving()方法实现先清空集合元素, 然后恢复集合中清除的数据, 并打印.

参考代码

import scala.collection.mutable

//案例: 演示ArrayStack可变栈
object ClassDemo07 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //1. 定义可变栈ArrayStack, 存储1到5这5个数字.
    val s1 = mutable.ArrayStack(1, 2, 3, 4, 5)
    //2. 通过dup()方法复制栈顶元素, 并打印结果.
    s1.dup()
    println(s1)
    println("-" * 15)
    //3. 通过preserving()方法实现`先清空集合元素, 然后恢复集合中清除的数据`, 并打印.
    s1.preserving({s1.clear(); println("看看我执行了吗!")})
    println(s1)
  }
}

4. Queue

4.1 概述

表示队列, 元素特点是先进先出, 我们常用的队列是可变队列: mutable.Queue, 它内部是以MutableList数据结构实现的.

4.2 图解

把元素1, 2, 3添加到队列中, 图解如下:

4.3 常用方法

• enqueue: 入队列方法, 可以传入零到多个元素.
• dequeue: 出队列, 移除一个元素.
• dequeueAll: 移除所有满足条件的元素.
• dequeueFirst: 移除第一个满足条件的元素

4.4 案例演示

需求

1. 定义可变队列Queue, 存储1到5这五个数据.
2. 往队列中添加元素6, 并打印.
3. 往队列中添加元素7, 8, 9, 并打印.
4. 移除队列的第一个元素, 并打印该元素.
5. 移除队列的第一个奇数, 并打印该元素.
6. 移除队列中所有的偶数, 并打印所有被移除的数据.
7. 打印可变队列Queue, 查看最终结果.

参考代码

import scala.collection.mutable

//案例: 演示Queue序列.
object ClassDemo08 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //1. 定义可变队列Queue, 存储1到5这五个数据.
    val q1 = mutable.Queue(1, 2, 3, 4, 5)
    //2. 往队列中添加元素6, 并打印.
    q1.enqueue(6)
    //3. 往队列中添加元素7, 8, 9, 并打印.
    q1.enqueue(7, 8, 9)
    println(q1)
    println("-" * 15)
    //4. 移除队列的第一个元素, 并打印该元素.
    println(q1.dequeue())
    //5. 移除队列的第一个奇数, 并打印该元素.
    println(q1.dequeueFirst(_ % 2 != 0))
    //6. 移除队列中所有的偶数, 并打印所有被移除的数据.
    println( q1.dequeueAll(_ % 2 == 0))
    //7. 打印可变队列Queue, 查看最终结果.
    println(q1)
  }
}

5. Set

5.1 概述

Set集合中的元素不包含重复的元素, 常用子类有: SortedSet(子类是TreeSet), HashSet, , ListSet.

5.2 分类

继承关系如下图:

• HashSet: 是以前缀树(也叫: 字典树)的形式实现的, 元素特点是唯一, 无序, 经常用作统计.
• LinkedHashSet: 元素特点是唯一, 有序.
• TreeSet: 元素特点是唯一, 排序.

5.3 示例

需求

1. 创建SortedSet集合, 存储元素1, 4, 3, 2, 5, 然后打印该集合.
2. 创建HashSet集合, 存储元素1, 4, 3, 2, 5, 然后打印该集合.
3. 创建LinkedHashSet集合, , 存储元素1, 4, 3, 2, 5, 然后打印该集合.

参考代码

import scala.collection.{SortedSet, mutable}

//案例: 演示Set集合.
object ClassDemo09 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //1. 创建SortedSet集合, 存储元素1, 4, 3, 2, 5, 然后打印该集合.
    val s1 = SortedSet(1, 4, 3, 2, 5)
    println(s1)
    println("-" * 15)
    //2. 创建HashSet集合, 存储元素1, 4, 3, 2, 5, 然后打印该集合.
    val s2 = mutable.HashSet(1, 4, 3, 2, 5)
    println(s2)
    println("-" * 15)
    //3. 创建LinkedHashSet集合, , 存储元素1, 4, 3, 2, 5, 然后打印该集合.
    val s3 = mutable.LinkedHashSet(1, 4, 3, 2, 5)
    println(s3)
  }
}

6. Map

6.1 概述

Map表示映射, 它是包含键值对(key-value)的集合, Map类型的基本操作类似于Set集合的操作, 由于它包含的元素Entry是键值对, 所以Map提供了一些单独针对键或者值操作的方法.

6.2 分类

继承关系如下图:

6.3 示例

需求

1. 定义Map集合, 存储数据为: “A” -> 1, “B” -> 2, “C” -> 3.

2. 遍历Map集合.

3. 通过filterKeys()方法, 获取出键为"B"的这组键值对对象, 并打印结果.

参考代码

//案例: 演示Map集合.
object ClassDemo10 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //1. 定义Map集合, 存储数据为: "A" -> 1, "B" -> 2, "C" -> 3.
    val m1 = Map("A" -> 1, "B" -> 2, "C" -> 3)
    //2. 遍历Map集合.
    m1.foreach(println(_))
    println("-" * 15)
    //3. 通过filterKeys()方法, 获取出键为"B"的这组键值对对象, 并打印结果.
    println(m1.filterKeys(_ == "B"))
  }
}

7. 案例: 统计字符个数

7.1 需求

1. 提示用户录入字符串, 并接收.
2. 统计上述字符串中每个字符出现的次数, 并将结果打印到控制台上.

7.2 目的

综合考察集合, 键盘录入相关知识点.

7.3 步骤

1. 提示用户录入字符串, 并接收.
2. 定义Map集合, 用来存储字符及其出现的次数. 键:字符, 值: 字符出现的次数.
3. 将字符串转成字符数组.
4. 遍历字符数组, 获取到每一个字符.
5. 如果字符是第一次出现, 就将其次数记录为1, 如果字符是重复出现, 就将其次数+1, 然后重新存储.
6. 遍历集合, 查看结果.

7.4 参考代码

import scala.collection.mutable
import scala.io.StdIn

//案例: 统计字符个数.
object ClassDemo11 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //1. 提示用户录入字符串, 并接收.
    println("请录入一个字符串: ")
    val s = StdIn.readLine()
    //2. 定义Map集合, 用来存储字符及其出现的次数. 键:字符, 值: 字符出现的次数.
    val m1 = mutable.Map[Char,Int]()
    //3. 将字符串转成字符数组.
    val chs = s.toCharArray
    //4. 遍历字符数组, 获取到每一个字符.
    for(k <- chs) {
      //5. 如果字符是第一次出现, 就将其次数记录为1, 如果字符是重复出现, 就将其次数+1, 然后重新存储.
      m1 += (k -> (if(m1.contains(k)) m1.getOrElse(k, 1) + 1 else 1))
    }
    //6. 遍历集合, 查看结果.
    for((k, v) <- m1) {
      println(k, v)
    }
  }
}

重复出现, 就将其次数+1, 然后重新存储.
6. 遍历集合, 查看结果.

7.4 参考代码

import scala.collection.mutable
import scala.io.StdIn

//案例: 统计字符个数.
object ClassDemo11 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //1. 提示用户录入字符串, 并接收.
    println("请录入一个字符串: ")
    val s = StdIn.readLine()
    //2. 定义Map集合, 用来存储字符及其出现的次数. 键:字符, 值: 字符出现的次数.
    val m1 = mutable.Map[Char,Int]()
    //3. 将字符串转成字符数组.
    val chs = s.toCharArray
    //4. 遍历字符数组, 获取到每一个字符.
    for(k <- chs) {
      //5. 如果字符是第一次出现, 就将其次数记录为1, 如果字符是重复出现, 就将其次数+1, 然后重新存储.
      m1 += (k -> (if(m1.contains(k)) m1.getOrElse(k, 1) + 1 else 1))
    }
    //6. 遍历集合, 查看结果.
    for((k, v) <- m1) {
      println(k, v)
    }
  }
}