Scala编程面向对象编程（五）

ゝ一世哀愁。 2022-05-25 02:47 266阅读 0赞

# 一、定义一个简单的类 #

// 定义类，包含field以及方法
    class HelloWorld { 
      private var name = "leo"
      def sayHello() { print("Hello, " + name) }  
      def getName = name
    }
    
    // 创建类的对象，并调用其方法
    val helloWorld = new HelloWorld
    helloWorld.sayHello() 
    print(helloWorld.getName) // 也可以不加括号，如果定义方法时不带括号，则调用方法时也不能带括号

# 二、getter与setter #

// 定义不带private的var field，此时scala生成的面向JVM的类时，会定义为private的name字段，并提供public的getter和setter方法
    // 而如果使用private修饰field，则生成的getter和setter也是private的
    // 如果定义val field，则只会生成getter方法
    // 如果不希望生成setter和getter方法，则将field声明为private[this]
    class Student { 
      var name = "leo"
    }
    
    // 调用getter和setter方法，分别叫做name和name_ =
    val leo = new Student
    print(leo.name)
    leo.name = "leo1"

# 三、 自定义getter与setter #

// 如果只是希望拥有简单的getter和setter方法，那么就按照scala提供的语法规则，根据需求为field选择合适的修饰符就好：var、val、private、private[this]
    // 但是如果希望能够自己对getter与setter进行控制，则可以自定义getter与setter方法
    // 自定义setter方法的时候一定要注意scala的语法限制，签名、=、参数间不能有空格
    class Student { 
      private var myName = "leo"
      def name = "your name is " + myName
      def name_=(newValue: String)  {
        print("you cannot edit your name!!!")
      }
    }
    
    val leo = new Student
    print(leo.name)
    leo.name = "leo1"

# 四、仅暴露field的getter方法 #

// 如果你不希望field有setter方法，则可以定义为val，但是此时就再也不能更改field的值了
    // 但是如果希望能够仅仅暴露出一个getter方法，并且还能通过某些方法更改field的值，那么需要综合使用private以及自定义getter方法
    // 此时，由于field是private的，所以setter和getter都是private，对外界没有暴露；自己可以实现修改field值的方法；自己可以覆盖getter方法
    class Student { 
      private var myName = "leo"
    
      def updateName(newName: String) { 
        if(newName == "leo1") myName = newName 
        else print("not accept this new name!!!")
      }
    
      def name = "your name is " + myName
    }

# 五、private\[this\]的使用 #

// 如果将field使用private来修饰，那么代表这个field是类私有的，在类的方法中，可以直接访问类的其他对象的private field
    // 这种情况下，如果不希望field被其他对象访问到，那么可以使用private[this]，意味着对象私有的field，只有本对象内可以访问到
    class Student { 
      private var myAge = 0
      def age_=(newValue: Int) { 
        if (newValue > 0) myAge = newValue 
        else print("illegal age!") 
      }
      def age = myAge
      def older(s: Student) = {
        myAge > s.myAge
      }
    }

# 六、Java风格的getter和setter方法 #

// Scala的getter和setter方法的命名与java是不同的，是field和field_=的方式
    // 如果要让scala自动生成java风格的getter和setter方法，只要给field添加@BeanProperty注解即可
    // 此时会生成4个方法，name: String、name_=(newValue: String): Unit、getName(): String、setName(newValue: String): Unit
    import scala.reflect.BeanProperty
    class Student { 
      @BeanProperty var name: String = _
    }
    class Student(@BeanProperty var name: String)
    
    val s = new Student
    s.setName("leo")
    s.getName()

# 七、 辅助constructor #

// Scala中，可以给类定义多个辅助constructor，类似于java中的构造函数重载
    // 辅助constructor之间可以互相调用，而且必须第一行调用主constructor
    class Student { 
      private var name = ""
      private var age = 0
      def this(name: String) {
        this()
        this.name = name
      }
      def this(name: String, age: Int) {
        this(name)
        this.age = age
      }
    }

# 八、主constructor #

// Scala中，主constructor是与类名放在一起的，与java不同
    // 而且类中，没有定义在任何方法或者是代码块之中的代码，就是主constructor的代码，这点感觉没有java那么清晰
    class Student(val name: String, val age: Int) {
      println("your name is " + name + ", your age is " + age)
    }
    
    // 主constructor中还可以通过使用默认参数，来给参数默认的值
    class Student(val name: String = "leo", val age: Int = 30) {
      println("your name is " + name + ", your age is " + age)
    }
    
    // 如果主constrcutor传入的参数什么修饰都没有，比如name: String，那么如果类内部的方法使用到了，则会声明为private[this] name；否则没有该field，就只能被constructor代码使用而已

# 九、 内部类 #

// Scala中，同样可以在类中定义内部类；但是与java不同的是，每个外部类的对象的内部类，都是不同的类
    import scala.collection.mutable.ArrayBuffer
    class Class { 
      class Student(val name: String) { }
      val students = new ArrayBuffer[Student]
      def getStudent(name: String) =  {
        new Student(name)
      }
    }
    
    val c1 = new Class
    val s1 = c1.getStudent("leo")
    c1.students += s1
    
    val c2 = new Class
    val s2 = c2.getStudent("leo")
    c1.students += s2

# extends #

// Scala中，让子类继承父类，与Java一样，也是使用extends关键字
    // 继承就代表，子类可以从父类继承父类的field和method；然后子类可以在自己内部放入父类所没有，子类特有的field和method；使用继承可以有效复用代码
    // 子类可以覆盖父类的field和method；但是如果父类用final修饰，field和method用final修饰，则该类是无法被继承的，field和method是无法被覆盖的
    
    class Person { 
      private var name = "leo"
      def getName = name
    }
    class Student extends Person { 
      private var score = "A"
      def getScore = score
    }

# override和super #

// Scala中，如果子类要覆盖一个父类中的非抽象方法，则必须使用override关键字
    // override关键字可以帮助我们尽早地发现代码里的错误，比如：override修饰的父类方法的方法名我们拼写错了；比如要覆盖的父类方法的参数我们写错了；等等
    // 此外，在子类覆盖父类方法之后，如果我们在子类中就是要调用父类的被覆盖的方法呢？那就可以使用super关键字，显式地指定要调用父类的方法
    
    class Person { 
      private var name = "leo"
      def getName = name
    }
    class Student extends Person { 
      private var score = "A"
      def getScore = score
      override def getName = "Hi, I'm " + super.getName
    }

# override field #

// Scala中，子类可以覆盖父类的val field，而且子类的val field还可以覆盖父类的val field的getter方法；只要在子类中使用override关键字即可
    
    class Person { 
      val name: String = "Person"
      def age: Int = 0
    }
    
    class Student extends Person { 
      override val name: String = "leo"
      override val age: Int = 30
    }

# isInstanceOf和asInstanceOf #

// 如果我们创建了子类的对象，但是又将其赋予了父类类型的变量。则在后续的程序中，我们又需要将父类类型的变量转换为子类类型的变量，应该如何做？
    // 首先，需要使用isInstanceOf判断对象是否是指定类的对象，如果是的话，则可以使用asInstanceOf将对象转换为指定类型
    // 注意，如果对象是null，则isInstanceOf一定返回false，asInstanceOf一定返回null
    // 注意，如果没有用isInstanceOf先判断对象是否为指定类的实例，就直接用asInstanceOf转换，则可能会抛出异常
    
    class Person
    class Student extends Person
    val p: Person =  new Student
    var s: Student = null
    if (p.isInstanceOf[Student]) s = p.asInstanceOf[Student]

# getClass和classOf #

// isInstanceOf只能判断出对象是否是指定类以及其子类的对象，而不能精确判断出，对象就是指定类的对象
    // 如果要求精确地判断对象就是指定类的对象，那么就只能使用getClass和classOf了
    // 对象.getClass可以精确获取对象的类，classOf[类]可以精确获取类，然后使用==操作符即可判断
    
    class Person
    class Student extends Person
    val p: Person = new Student
    p.isInstanceOf[Person]
    p.getClass == classOf[Person]
    p.getClass == classOf[Student]

# 使用模式匹配进行类型判断 #

// 但是在实际开发中，比如spark的源码中，大量的地方都是使用了模式匹配的方式来进行类型的判断，这种方式更加地简洁明了，而且代码得可维护性和可扩展性也非常的高
    // 使用模式匹配，功能性上来说，与isInstanceOf一样，也是判断主要是该类以及该类的子类的对象即可，不是精准判断的
    
    class Person
    class Student extends Person
    val p: Person = new Student
    
    p match {
      case per: Person => println("it's Person's object")
      case _  => println("unknown type")
    }

# protected #

// 跟java一样，scala中同样可以使用protected关键字来修饰field和method，这样在子类中就不需要super关键字，直接就可以访问field和method
    // 还可以使用protected[this]，则只能在当前子类对象中访问父类的field和method，无法通过其他子类对象访问父类的field和method
    
    class Person { 
      protected var name: String = "leo"
      protected[this] var hobby: String = "game"
    } 
    class Student extends Person { 
      def sayHello = println("Hello, " + name)
      def makeFriends(s: Student) {
        println("my hobby is " + hobby + ", your hobby is " + s.hobby)
      }
    }

# 调用父类的constructor #

// Scala中，每个类可以有一个主constructor和任意多个辅助constructor，而每个辅助constructor的第一行都必须是调用其他辅助constructor或者是主constructor；因此子类的辅助constructor是一定不可能直接调用父类的constructor的
    // 只能在子类的主constructor中调用父类的constructor，以下这种语法，就是通过子类的主构造函数来调用父类的构造函数
    // 注意！如果是父类中接收的参数，比如name和age，子类中接收时，就不要用任何val或var来修饰了，否则会认为是子类要覆盖父类的field
    class Person(val name: String, val age: Int)
    class Student(name: String, age: Int, var score: Double) extends Person(name, age) { 
      def this(name: String) {
        this(name, 0, 0)
      }
      def this(age: Int) {
        this("leo", age, 0)
      }
    }

# 匿名内部类 #

// 在Scala中，匿名子类是非常常见，而且非常强大的。Spark的源码中也大量使用了这种匿名子类。
    // 匿名子类，也就是说，可以定义一个类的没有名称的子类，并直接创建其对象，然后将对象的引用赋予一个变量。之后甚至可以将该匿名子类的对象传递给其他函数。
    
    class Person(protected val name: String) { 
      def sayHello = "Hello, I'm " + name
    }
    val p = new Person("leo") {
      override def sayHello = "Hi, I'm " + name
    }
    def greeting(p: Person { def sayHello: String }) {
      println(p.sayHello)
    }

# 抽象类 #

// 如果在父类中，有某些方法无法立即实现，而需要依赖不同的子来来覆盖，重写实现自己不同的方法实现。此时可以将父类中的这些方法不给出具体的实现，只有方法签名，这种方法就是抽象方法。
    // 而一个类中如果有一个抽象方法，那么类就必须用abstract来声明为抽象类，此时抽象类是不可以实例化的
    // 在子类中覆盖抽象类的抽象方法时，不需要使用override关键字
    
    abstract class Person(val name: String) { 
      def sayHello: Unit
    }
    class Student(name: String) extends Person(name) { 
      def sayHello: Unit = println("Hello, " + name)
    }

# 抽象field #

// 如果在父类中，定义了field，但是没有给出初始值，则此field为抽象field
    // 抽象field意味着，scala会根据自己的规则，为var或val类型的field生成对应的getter和setter方法，但是父类中是没有该field的
    // 子类必须覆盖field，以定义自己的具体field，并且覆盖抽象field，不需要使用override关键字
    
    abstract class Person { 
      val name: String
    }
    
    class Student extends Person { 
      val name: String = "leo"
    }

# 将trait作为接口使用 #

// Scala中的Triat是一种特殊的概念
    // 首先我们可以将Trait作为接口来使用，此时的Triat就与Java中的接口非常类似
    // 在triat中可以定义抽象方法，就与抽象类中的抽象方法一样，只要不给出方法的具体实现即可
    // 类可以使用extends关键字继承trait，注意，这里不是implement，而是extends，在scala中没有implement的概念，无论继承类还是trait，统一都是extends
    // 类继承trait后，必须实现其中的抽象方法，实现时不需要使用override关键字
    // scala不支持对类进行多继承，但是支持多重继承trait，使用with关键字即可
    
    trait HelloTrait { 
      def sayHello(name: String)
    }
    trait MakeFriendsTrait { 
      def makeFriends(p: Person)
    }
    class Person(val name: String) extends HelloTrait with MakeFriendsTrait with Cloneable with Serializable { 
      def sayHello(name: String) = println("Hello, " + name)
      def makeFriends(p: Person) = println("Hello, my name is " + name + ", your name is " + p.name)
    }

# 在Trait中定义具体方法 #

// Scala中的Triat可以不是只定义抽象方法，还可以定义具体方法，此时trait更像是包含了通用工具方法的东西// 有一个专有的名词来形容这种情况，就是说trait的功能混入了类
    // 举例来说，trait中可以包含一些很多类都通用的功能方法，比如打印日志等等，spark中就使用了trait来定义了通用的日志打印方法
    
    trait Logger { 
      def log(message: String) = println(message)
    }
    
    class Person(val name: String) extends Logger { 
      def makeFriends(p: Person) {
        println("Hi, I'm " + name + ", I'm glad to make friends with you, " + p.name)
        log("makeFriends methdo is invoked with parameter Person[name=" + p.name + "]")
      }
    }

# 在Trait中定义具体字段 #

// Scala中的Triat可以定义具体field，此时继承trait的类就自动获得了trait中定义的field
    // 但是这种获取field的方式与继承class是不同的：如果是继承class获取的field，实际是定义在父类中的；而继承trait获取的field，就直接被添加到了类中
    
    trait Person { 
      val eyeNum: Int = 2
    }
    
    class Student(val name: String) extends Person { 
      def sayHello = println("Hi, I'm " + name + ", I have " + eyeNum + " eyes.")
    }

# 在Trait中定义抽象字段 #

// Scala中的Triat可以定义抽象field，而trait中的具体方法则可以基于抽象field来编写
    // 但是继承trait的类，则必须覆盖抽象field，提供具体的值
    
    trait SayHello { 
      val msg: String
      def sayHello(name: String) = println(msg + ", " + name)
    }
    
    class Person(val name: String) extends SayHello { 
      val msg: String = "hello"
      def makeFriends(p: Person) {
        sayHello(p.name)
        println("I'm " + name + ", I want to make friends with you!")
      }
    }

# 为实例混入trait #

// 有时我们可以在创建类的对象时，指定该对象混入某个trait，这样，就只有这个对象混入该trait的方法，而类的其他对象则没有
    
    trait Logged { 
      def log(msg: String) {}
    }
    trait MyLogger extends Logged { 
      override def log(msg: String) { println("log: " + msg) }
    }  
    class Person(val name: String) extends Logged { 
        def sayHello { println("Hi, I'm " + name); log("sayHello is invoked!") }
    }
    
    val p1 = new Person("leo")
    p1.sayHello
    val p2 = new Person("jack") with MyLogger
    p2.sayHello

# trait调用链 #

// Scala中支持让类继承多个trait后，依次调用多个trait中的同一个方法，只要让多个trait的同一个方法中，在最后都执行super.方法即可
    // 类中调用多个trait中都有的这个方法时，首先会从最右边的trait的方法开始执行，然后依次往左执行，形成一个调用链条
    // 这种特性非常强大，其实就相当于设计模式中的责任链模式的一种具体实现依赖
    trait Handler { 
      def handle(data: String) {}
    }
    trait DataValidHandler extends Handler { 
      override def handle(data: String) {
        println("check data: " + data)
        super.handle(data)
      } 
    }
    trait SignatureValidHandler extends Handler { 
      override def handle(data: String) {
        println("check signature: " + data)
        super.handle(data)
      }
    }
    class Person(val name: String) extends SignatureValidHandler with DataValidHandler { 
      def sayHello = { println("Hello, " + name); handle(name) }
    }

# 在trait中覆盖抽象方法 #

// 在trait中，是可以覆盖父trait的抽象方法的
    // 但是覆盖时，如果使用了super.方法的代码，则无法通过编译。因为super.方法就会去掉用父trait的抽象方法，此时子trait的该方法还是会被认为是抽象的
    // 此时如果要通过编译，就得给子trait的方法加上abstract override修饰
    
    trait Logger { 
      def log(msg: String)
    }
    
    trait MyLogger extends Logger { 
      abstract override def log(msg: String) { super.log(msg) }
    }

# 混合使用trait的具体方法和抽象方法 #

// 在trait中，可以混合使用具体方法和抽象方法
    // 可以让具体方法依赖于抽象方法，而抽象方法则放到继承trait的类中去实现
    // 这种trait其实就是设计模式中的模板设计模式的体现
    
    trait Valid { 
      def getName: String
      def valid: Boolean = {
        getName == "leo"    
      }
    }
    class Person(val name: String) extends Valid { 
      println(valid)
      def getName = name
    }

# trait的构造机制 #

// 在Scala中，trait也是有构造代码的，也就是trait中的，不包含在任何方法中的代码
    // 而继承了trait的类的构造机制如下：1、父类的构造函数执行；2、trait的构造代码执行，多个trait从左到右依次执行；3、构造trait时会先构造父trait，如果多个trait继承同一个父trait，则父trait只会构造一次；4、所有trait构造完毕之后，子类的构造函数执行
    
    class Person {  println("Person's constructor!") }
    trait Logger {  println("Logger's constructor!") }
    trait MyLogger extends Logger {  println("MyLogger's constructor!") }
    trait TimeLogger extends Logger {  println("TimeLogger's constructor!") }
    class Student extends Person with MyLogger with TimeLogger { 
      println("Student's constructor!")
    }

# trait field的初始化 #

// 在Scala中，trait是没有接收参数的构造函数的，这是trait与class的唯一区别，但是如果需求就是要trait能够对field进行初始化，该怎么办呢？只能使用Scala中非常特殊的一种高级特性——提前定义
    trait SayHello { 
      val msg: String
      println(msg.toString)
    }
    
    class Person
    val p = new {
      val msg: String = "init"
    } with Person with SayHello
    
    class Person extends { 
      val msg: String = "init"
    } with SayHello {}
    
    // 另外一种方式就是使用lazy value
    trait SayHello { 
      lazy val msg: String = null
      println(msg.toString)
    }
    class Person extends SayHello { 
      override lazy val msg: String = "init"
    }

# trait继承class #

// 在Scala中，trait也可以继承自class，此时这个class就会成为所有继承该trait的类的父类
    
    class MyUtil { 
      def printMessage(msg: String) = println(msg)
    }
    
    trait Logger extends MyUtil { 
      def log(msg: String) = printMessage("log: " + msg)
    }
    
    class Person(val name: String) extends Logger { 
      def sayHello {
        log("Hi, I'm " + name)
        printMessage("Hi, I'm " + name)
      }
    }