Java Platformunun Dikkate Değer Bir Dili: Scala-1

Başlık yazının konusunu ele veriyor: sınıf dosyasına derlenmek suretiyle JSM tarafından çalıştırılabilir programlar üretmekte kullanılabilecek Scala dili. .NET'in CIL komutları içeren DLL formatına da derlenebilen, fonksiyonel programlama kavramlarını destekleyen bu nesne yönelimli dil, Java'ya eklenmesi düşünülen pek çok kavram için bir laboratuar ve esin kaynağı olma özelliği taşıyor. Scala programlama diline dair dizimizin ilk bölümü olan bu yazıda da bu dili Java bilenlere tanıtmaya çalışacağız.

• Basit bir Scala programı
• Java programlama dili sınıflarının kullanımı
• Diziler soysal bir türün örneğidir
• İkinci yazı: Scala'da sınıf tanımı🔎

Basit Bir Scala Programı

Java'da olduğu gibi, Scala'da da her şey bir sınıf içine yazılmak zorundadır. Aslına bakılırsa, ilkel türleri de sınıflarla temsil eden Scala bu konuda Java'dan daha katıdır diyebiliriz. Bir diğer farklılık, ';' karakterinin pek çok C-temelli dil tarafından kabul edilen komut sonlandırıcılık görevindeki değişikliktir. Satır sonlarının komut sonlandırma noktası olarak algılanması nedeniyle, birden fazla komutun aynı satıra konulmaları durumunda kullanılması dışında, Scala'da komut sonlarına ';' yerleştirilmesine gerek yoktur.

SelamMillet.scala

object SelamMillet {
  def main(args: Array[String]) =
    println("Selam millet!")
} // SelamMillet sınıfının sonu

Yukarıda verilen kaynak kodda main metodunun dönüş türünün eksik olduğunu düşünüyorsanız, Scala'nın bir diğer özelliğini söyleyerek yanıt verelim: Scala, ML ve Haskell programlama dillerinde olduğu gibi, program metninin sağladığı bilgilerden yararlanarak programlama öğelerinin türlerini çıkarsamaya çalışır. Bundan dolayı, Scala programcılarının derleyicinin çıkarsayamadığı yerler dışında hiçbir yere tür bilgisi koymasına gerek yoktur. Derleyici tarafından kabul görmekle birlikte, main metodunun imzasının aşağıdaki şekilde yazılması gerekmez.

def main(args: Array[String]): Unit = 

Örneğimizde sınıf kavramının izlerini arayanlar, kendilerini ikna etmekte zorlanabilirler. Zira, sınıf sözcüğü (class) yerini nesne sözcüğüne (object) bırakmıştır. Sınıfın bir şablon, nesnenin ise söz konusu sınıfın bir örneği olduğunu bilenleriniz bilgilerinden kuşku duymaya başladıysalar üzülmesinler, her şey eskiden olduğu gibi. Beklenen class sözcüğü yerine object sözcüğünün olması, tanımlanmakta olan sınıfın bir özelliğini yansıtmaktadır: Java terminolojisi ile açıklayacak olursak, SelamMillet sınıfının yegâne metodu olan main static'tir. Bir diğer deyişle, main metodu, SelamMillet sınıfının nesnesi yaratılmadan kullanılabilir. Nesne paradigması ile bağdaşmayan bu durum—problem çözümünde merkezi rol oynayan nesnenin bırakın kullanılmasını, yaratılması bile söz konusu değil—kimi zaman çalıştırılabilir sınıfın tek bir nesnesinin yaratılıp bu nesneye ileti gönderilmesi yoluyla aşılır. İşte, tasarım desenleri dünyasında tek örnek[li sınıf] (İng., singleton [class]) deseni olarak adlandırılan bu kullanım, Scala'da object anahtar sözcüğünün kullanımı ile belirtilir. Bu şekilde tanımlanmış sınıfların, tüm öğelerinin static olduğu varsayılır. Bundan dolayıdır ki, Scala'da static anahtar sözcüğüne yer yoktur, programcı bu tür özellikleri tek örnekli sınıflar içinde toplayarak bir object olarak tanımlamalıdır.

Kaynak kodun yazılması sonrasında yapılacaklar Java'daki ile aynıdır: ilk adımda sınıf dosyasına çevrilerek derlenen kod, JSM tarafından çalıştırılmalıdır.

# Derleme aşaması
$ scalac -encoding utf-8 SelamMillet.scala
$ ls SelamMillet*
SelamMillet.class   SelamMillet$.class   SelamMillet.scala
# Yorumlama aşaması
$ scala SelamMillet
Selam millet!

Yukarıdaki listelemenin iki noktası dikkatinizi çekmiştir. Öncelikle, Scala programlama dilinin derleyicisi olan scalac komutunun ürettiği iki tane sınıf dosyası vardır. Bunlardan, SelamMillet.class uygulama dosyası iken, SelamMillet$.class tek örnekli sınıf deseninin gerçekleştirildiği kodu içerir. İkinci nokta ise, JSM'nin java yerine scala komutuyla çağrılmasıdır. Bu, her programlama dili için JSM'nin ayrı ayrı gerçekleştirilmesi gerektiği yanılgısına neden olmamalıdır. Çünkü, scala komutu java komutunun Scala'ya has sınıf dosyalarını yükleyerek işini gören uyarlaması olarak düşünülebilir. Dolayısıyla, yorumlama aşması aşağıdaki şekilde de yapılabilir.

# Yorumlama aşaması
$ java -cp .:/usr/share/java/scala-library.jar SelamMillet
Selam millet!

Bunun güzel bir sonucu, çöp toplama, güvenlik denetimleri, anında derleme gibi JSM tarafından sağlanan pek çok hizmetin Scala programları için de otomatikman sağlanmasıdır; Scala dilinin (ve diğer JSM üzerinde çalışan dillerin) geliştiricilerinin bu hizmetleri ayrıca gerçekleştirmelerine gerek yoktur.

Java Programlama Dili Sınıflarının Kullanımı

JSM dili olmaları nedeniyle, gerek Java gerekse Scala, kurulumunuzun sınıf yolu üzerindeki tüm sınıf dosyalarını, kaynak kodları hangi dilde yazılmış olursa olsun, kullanabilir. Scala programcısı açısından bakıldığında bu, Scala kaynak kodu içinden Java platformunun bildik tüm işlevselliğinden sanki Scala'da yazılmış gibi yararlanılabileceği anlamına gelir. Bu, aşağıdaki örnekte verildiği gibi işlevselliği kullanmak şeklinde olabileceği gibi, platformdaki bir sınıftan kalıtlama veya bir arayüzü gerçekleştirme şeklinde de olabilir. Ancak, Java'dan gelip Scala kaynak kodu üretenlerin yararlanılacak işlevi Scala sözdizimi ile kullanmaları gerektiğini akılda tutmaları gerekir. Aşağıdaki örnek üzerinden görelim.¹

Açıklamalara Scala'nın Java ile farklılık gösteren bir özelliğine dikkat çekerek başlayalım: dosya içinde dosya ile aynı ada sahip bir sınıfın bulunması gerekmez; Scala'da böyle bir zorunluluk yok. Ancak, daha sonraki derleme/çalıştırma komutlarında örneği verildiği gibi, derleyiciye geçirilenin dosya adı iken yorumlayıcıya geçirilenin sınıf dosyasının adı olduğu unutulmamalıdır.

Örneğimizin Scala'ya yeni gelenler için dikkat çeken bir yönü, import bildiriminin ilk satırdaki seçimli kullanımı.² Tekli ve jokerli³ kullanımlara sahip bu bildirim, örneğimizde de olduğu gibi, bir veya daha fazla sayıda türün görünür kılınmasında da kullanılabilir. Dikkat çekecek bir diğer anahtar sözcük ise, simgesel sabit tanımlamak için kullanılan val.⁴

Örnek2.scala

import java.util.{Scanner, Vector}

object ScaladanJava {
  val grdKnl = new Scanner(System.in);
  println("İkinci Scala örneğine hoş geldiniz...")

  def main(args: Array[String]) = {
    val tekSayılar = new Vector[Int]()
    print("Artı bir tamsayı giriniz: ")
    val j = grdKnl.nextInt()
    for(i <- 1 to j by 2) tekSayılar.add(i)
    println("1 ile" + j + " arasındaki tek sayılar: " + tekSayılar)
  }

  println("Bu örnek Scala kodundan Java'da yazılmış işlevselliği kullanmaya dönük")
} // ScaladanJava sınıfının sonu

Metot gövdeleri dışındaki komutların varlığı da sizi telaşa sürüklemesin; bu komutların sınıf içindeki sıraları korunacak şekilde sınıf ve/veya nesne ilkleme bloğu içine konulduğunu düşünmeniz işinizi kolaylaştıracaktır. Tek örnekli bir sınıf olması nedeniyle tüm öğeleri static varsayılan sınıfımızda, metot tanımları dışındaki her şey sınıf ilkleme bloğuna konulup uygulamanın çalıştırılması sonrasında ilk iş olarak işlenirken, new işleci ile nesnesi yaratılabilen çok örnekli sınıflarda bu tür öğeler nesne ilkleme bloğuna konulacak ve sentezlenen bu nesne ilkleme bloğu her nesne yaratılışı noktasında yapıcı çağrısı öncesinde işlenecektir.

$ scalac -encoding utf-8 Örnek2.scala
$ scala ScaladanJava
İkinci Scala örneğine hoşgeldiniz...
Bu örnek Scala kodundan Java'da yazılmış işlevselliği kullanmaya dönük
Artı bir tamsayı giriniz: 16
1 ile 16 arasındaki tek sayılar: [1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15]

Diziler Soysal Bir Türün Örneğidir

Verdiğimiz örneklerde komut satırından geçirilen argümanları tutmak için kullanılan dizi ve ikinci örneğimizdeki Vector nesnesinden de görülebileceği gibi, Scala'da soysallık tür parametrelerine karşılık gelen tür argümanlarının köşeli ayraç çifti arasında geçirilmesiyle sağlanır. Buna göre Vector[Int], Int türlü elemanlara sahip bir kabın kullanılacağını gösterir. Bu tanım sonrasında, söz konusu kap parametrik türün (java.util.Vector) sağladığı tüm işlevsellikten yararlanarak manipüle edilebilir. Bu, soysal Array türünün örneği olan diziler için de geçerlidir. Tanımlanan bir dizi, Array sınıfınca sunulan tüm işlevsellikten yararlanabilecektir.

Scala'da Sınıf Tanımı

---

1. Gözünüzden kaçmış olabilir, işaret etmekte yarar var: ilk örneğimizin aksine ikinci örneğimizin metot gövdesi kıvrımlı ayraç çifti arasına yazılmıştır. Bunun sebebi, tek komuttan oluşması durumunda Scala'daki metot gövdelerinin, tıpkı Java'daki if, while yapılarının gövdeleri gibi, kıvrımlı ayraç çifti arasına yazılmalarının zorunlu olmamasıdır. ↑
2. java.lang paketindeki türler, herhangi bir bildirime gerek olmadan Scala derleyicisi tarafından görünür hale getirilirler. ↑
3. Söz konusu paketin tümünü görünür kılan jokerli kullanım, Java'da "*" ile belirtilirken Scala'da '_' ile belirtilir. ↑
4. Tanımlayıcının güncellenebilir bir içerik tutabilmesi için val yerine var ile nitelenmesi gerekir. ↑

Bir Java Programının Anatomisi

Önceki yazımda Java programlarının nasıl çalıştırıldığına değinmiştim. Bu yazımda ise, Java programlarını oluşturan dosyaların nasıl yapılandırılabileceğini anlatmaya çalışacağım. Bunu yaparken de aşağıdaki küçük programdan yararlanacağım.

BasitProgram.java

import java.util.Date;
import java.util.Scanner;
import static java.lang.System.*;

public class BasitProgram {
  public static void main(String[] ksa) {
    out.println("Tarih: " + new Date());
    Scanner tarayici = new Scanner(in);
    double x = tarayici.nextDouble();
    out.println("e^" + x + " = " + Math.exp(x));

    return;
  } // void main(String[]) sonu
} // BasitProgram sınıfının sonu

C++ dilindeki küresel fonksiyonlara alışmış olanları uyararak ilk kuralımızı söyleyelim: Java'da her şey bir sınıf içinde bulunmak zorundadır. Dosya içinde tek bir sınıfın var olması durumunda bu sınıf ile sınıf tanımını içeren dosyanın aynı ada sahip olması gerekir.

Sınıf tanımı, veriler ve bu verileri işleyecek metotlardan oluşur. Sınıfı oluşturan tüm öğeler, tıpkı sınıfın kendisi gibi, bir erişim niteleyicisine sahiptir. Bu niteleyici, söz konusu öğenin Java platformundaki hangi sınıflar içinden kullanılabileceğini belirler. Örneğin, public olarak nitelenmiş BasitProgram sınıfındaki main metodu public—yani, kamuya açık—tanımlandığı için platformdaki tüm sınıflar tarafından kullanılabilecektir.

Çalıştırılabilir sınıfların—yani, JSM'ne geçirilerek doğrudan işletilen sınıfların—tanımında yer alan main metodu özel bir şekilde ele alınır. JSM kendisine geçirilen bir sınıfı belleğe yükledikten sonra main metodu içindeki ilk edimli satırı işleyerek programı çalıştırmaya başlar. Bir diğer deyişle, main metodu programların giriş noktasıdır.

main metodunun gövdesi dışındaki özellikleri değişmez ve şu şekilde yorumlanabilir.

• public: main metodunun JSM tarafından çağrılabilmesi için public erişime sahip olması zorunludur.
• static: static öğeler içinde bulundukları sınıfın nesnesi yaratılmadan  da kullanılabilir. Nesne yaratmanın programın çalışması sırasında olduğu ve programın main metodunun ilk edimli komutunun işlenmesi ile çalışmaya başladığı düşünülürse, main metodunun nesne yaratılması sonrasında çağrılmasının olanaksızlığı görülecektir.
• void: main metodu çağırıcısı olan JSM'ne değer döndürmez. İşlerin yolunda gitmeyip bunun döndürülecek bir değer ile bildirilmesinin gerektiği durumlarda, System.exit metodunun kullanılması yerinde olacaktır.
• String[] ksa: main metodu String'lerden oluşan bir dizi değer—0 veya daha fazla sayıda—bekler. main metodunun giriş noktası olduğu ve dolayısıyla değerleri içeren argümanın program içindeki bir diğer metottan geçirilmesinin söz konusu olmadığı düşünüldüğünde, argüman geçirmenin değer sağlamanın özel bir yöntemi olan komut satırı argümanları ile yapılması gerektiği görülecektir. [Aslında, main metodu program içindeki, kendisi de dahil, herhangi bir metottan çağrılabilir. Ancak, ilk çağrı her zaman program dışından olacaktır.]

İzin verildiği durumlarda, sınıf içindeki programlama öğeleri değişik şekillerde kullanılabilir. İlk yöntem, kullanılmak istenen öğeye dair tanımı içeren sınıfı programımıza görünür hale getirmek ve bunun ardından bu sınıfı kısa adından yararlanarak kullanmaktan geçer. Yukarıdaki programın ilk satırındaki import bildirimi ve ilişkin sınıfın 8. satırdaki kullanımı buna örnektir; ilk satırda programımıza görünür hale getirilen Scanner sınıfı, 8.satırda nesne yaratmak amacıyla kısa adıyla kullanılabilmaktedir. import bildiriminin bulunmaması durumunda, ilişkin sınıfların uzun adlarıyla kullanılmaları gerekir. Dolayısıyla, ilk satırdaki import bildiriminin iptal edilmesi sonrasında, 8.satırın aşağıdaki biçimde yazılması gerekecektir.

java.util.Scanner tarayici = new java.utility.Scanner(in);

Bu noktada, iki özel durumu vurgulamakta yarar var. Öncelikle, içinde bulunulan sınıfın öğelerinin kısa adlarıyla kullanılması için herhangi bir şeyin yapılması gerekmez. Ayrıca, java.lang paketinde bulunan sınıflar, kullanıcının import bildirimini kullanmasına gerek bırakmadan otomatikman ithal edilmiş varsayılır.

import bildiriminin diğer bir kullanımı, aynı paket içinde bulunan sınıfların tümünü görünür hale getirir. Örneğin, aynı paket içinde bulunan Date ve Scanner sınıflarını ayrı ayrı ithal etmektense, aşağıdaki jokerli import bildiriminden yararlanarak iki satırda yaratılan etkiyi tek bir satırda yaratmak mümkündür.

import java.util.*;

import bildiriminin programımızda da geçen son kullanımı, herhangi bir sınıf—paket değil!—içindeki static öğelerin sınıf adı olmaksızın kullanılmasını olanaklı kılar. Buna göre, System sınıfı içinde tanımlanmış ve değiştirilmedikçe ekran ile klavyeye bağlanmış olan standart çıktı ve girdi dosyalarını temsil eden kamuya açık static out ve in, System.out ve System.in yerine, sırasıyla, out ve in şeklinde kullanılabilmektedir.

Son olarak; bir programın nasıl sona ereceğine değinerek yazımızı bitirelim. Yaptığı iş gereği sonsuz bir döngü içinde göçene kadar çalışması beklenen programlar dışında tüm programlar eninde sonunda bitecektir. Bu üç şekilde olabilir.

• return: Bu komut işlemekte olan metottan çağırıcısına dönülmesini sağlar. main metodundaki gibi bir dönüş değerinin beklenmediği durumlarda, metot gövdesinin son komutu sonrasında bir return komutu olduğu varsayılır. Buna göre, örneğimizin 12.satırındaki komut gereksizdir. Çalışması sonucunda değer döndüreceği ilan edilen metotlarda ise, return komutu mecburidir ve dönüş türüne tür uyumlu bir değer ile birlikte kullanılmalıdır.
• System.exit: Bu komut hangi metot içinde olursa olsun, çağrı zincirindeki metotların tümünü atlayarak, işlemekte olan metottan JSM'ne döner. Dönüş değeri olarak System.exit'e geçirilen argümanın değeri kullanılır.
• Ayrıksı durum🔎: Oluşması düşük olasılıklı bir durumun ortaya çıkması sonrasında, metottan durumu özetleyen bilgiyi içeren bir ayrıksı durum nesnesi ile de dönülebilir.