scala OOP面向对象
文章目录
- 一.类 class
- 二.单例对象 object
- 三.特质 trait
- 四.其他
- 1.内部类
- 2.样例类 case class
- 3.泛型类
- 4.类型边界
- 5.型变
- 6.包与包对象
- 五.练习
一.类 class
- 类通过class关键字定义
- 类通过new关键字创建实例
- 类拥有成员变量和方法
- 类的成员默认为public，也支持private、protected
- 类中无法定义静态成员变量和方法
- 类无需明确定义构造方法，通过构造参数列表声明为类的一部分
类成员访问修饰符
- Java
| Modifier | Class | Package | Subclass | World |
|---|---|---|---|---|
| public | Y | Y | Y | Y |
| protected | Y | Y | Y | N |
| default | Y | Y | N | N |
| private | Y | N | N | N |
- Scala
| Modifier | Class | Companion | Subclass | Package | World |
|---|---|---|---|---|---|
| default(public) | Y | Y | Y | Y | Y |
| protected | Y | Y | Y | N |
N |
| private | Y | Y |
N | N | N |
类的定义
- 构造器
- 1)主构造器
- 2)辅助构造器
- 成员变量与方法
//主构造器的参数列表直接定义在类名后面
class Point(xc: Int, yc: Int) {
var x: Int = xc //成员变量
var y: Int = yc
//辅助构造器
def this() ={
this(0, 0) //第一句必须调用其他构造器
}
//成员方法
def move(dx: Int, dy: Int) ={
x = x + dx
y = y + dy
}
}
- 类的实例化
var p=new Point()
p.x
p.y
p=new Point(12,11)
p.x
p.y
p.move(1,2)
类的继承
- Scala使用
extends关键字实现继承 - 子类重写父类方法必须使用
override关键字
class BlackPoint() extends Point {
private var color="black"
override def move(dx: Int, dy: Int) ={
x = x + dx
y = y + dy
println("moved to x:"+x+" y:"+y)
}
}
var bp=new BlackPoint()
bp.x
bp.y
bp.move(1,2)
抽象类
- 抽象类可包含未实现的方法，即抽象方法
- 抽象类无法实例化
- 抽象类使用“abstract”关键字修饰
- 子类重写父类抽象方法时，
override关键字可选 - 子类重写父类非抽象方法，
override关键字必写
abstract class Shape{
def draw():Unit
}
class Square extends Shape{
override def draw():Unit={
println("draw a square")
}
}
var shape=new Square
shape.draw
二.单例对象 object
- Scala的类中无法定义静态成员，即无static关键字。如何像Java一样表达类的静态成员变量、成员方法与静态代码块？
- Scala解决方案：单例对象
- 使用
object关键字声明，可包含变量、方法与代码定义 - 单例对象中的成员变量、成员方法通过单例对象名直接调用
- 单例对象第一次被访问时初始化，并执行全部代码块
- 单例对象不能new，且无构造参数
- 程序入口main()方法必须定义在单例对象中
- 单例对象与同名类定义在同一文件中时形成绑定关系
定义单例对象
//Blah.scala
package test //定义包名
//定义单例对象
object Blah {
println("Blah initializing...")
def sum(l: List[Int]): Int = l.sum
}
test.Blah.sum(List[Int](1, 2, 3, 4, 5))
伴生（Companion）
- 单例对象与同名类定义在同一文件中时形成绑定关系,同名类称为单例对象的伴生类（class ),单例对象称为同名类的伴生对象（object）
- 伴生类与伴生对象可相互访问各自私有成员
- 伴生对象可为伴生类增加静态成员
伴生类与伴生对象
//Student.scala
//伴生类
class Student(n: String, a: Int) {
private var name = n //私有变量，伴生对象可以访问
private var age = a
}
//伴生对象
object Student {
//伴生对象的apply方法可以使得不用new对象
def apply(n: String, a: Int): Student = new Student(n, a)
def main(args: Array[String]): Unit = {
val stu=Student("Jason",9) //通过伴生对象的apply()方法创建实例
println(stu.name)
}
}
三.特质 trait
- Scala中没有接口
interface的概念 - 特质用于在类之间共享程序接口和字段，类似Java接口
- 特质是字段和方法的集合，可以提供字段和方法实现
- 类和单例对象都可以扩展特质
extends - 特质不能被实例化，因此没有构造参数，类似Java接口
- 特质使用
trait关键字定义 - 实现特质中的方法使用
override
使用特质
import scala.collection.mutable.ArrayBuffer
trait Pet {
val name: String
def cry():Unit
}
class Dog(val name: String) extends Pet{
override def cry()=println("wow ...")
}
val dog = new Dog("Harry")
val animals = ArrayBuffer.empty[Pet]
animals.append(dog)
animals.foreach(pet => {println(pet.name);pet.cry()}) // Prints Harry wow ...
混入特质（mixin）
- 当某个特质被用于组合类时，被称为混入
- 一个类只能有一个父类但是可以有多个混入（分别使用关键字extends和with）
abstract class A {
val message: String
}
class B extends A {
val message = "I'm an instance of class B"
}
trait C extends A {
def loudMessage = message.toUpperCase()
}
//构造顺序由左往右，如果前面已经构造了某个父类，后面子类的该父类不会重复构造
class D extends B with C
val d = new D
println(d.message) // I'm an instance of class B
println(d.loudMessage) // I'M AN INSTANCE OF CLASS B
动态混入特质
class Drawing {
//this:Type=> 自身类型，表示该类实例化时必须混入相应特质或子特质，self是this的别名。
self: Shape =>
def start(): Unit = draw()
}
trait Shape {
def draw(): Unit
}
trait Square extends Shape {
def draw(): Unit = println("draw a square")
}
trait Triangle extends Shape {
def draw(): Unit = println("draw a triangle")
}
//动态混入
(new Drawing() with Square).start()
(new Drawing() with Triangle).start()
特质与抽象类的选择
1.优先使用特质
- 抽象类只能继承一次
- 特质可混入多个
2.需要使用带参构造方法时，使用抽象类
3.与Java互操作性
- 抽象类与Java完全可互操作
- 特质只有在不包含任何实现代码时才可互操作
四.其他
1.内部类
一个类可以作为另一个类的成员，称为内部类
- Java内部类是外部类的成员
- Scala内部类绑定到外部类的对象实例
class Graph {
class Node {
var connectedNodes: List[Node] = Nil
def connectTo(node: Node) {
if (connectedNodes.find(node.equals).isEmpty) {
connectedNodes = node :: connectedNodes
}
}
}
var nodes: List[Node] = Nil
def newNode: Node = {
val res = new Node
nodes = res :: nodes
res
}
}
val g: Graph = new Graph
val n1: g.Node = g.newNode
val n2: g.Node = g.newNode
n1.connectTo(n2) // legal
val h: Graph = new Graph
val n3: h.Node = h.newNode
n1.connectTo(n3) // illegal!
//n1与n3被认为是不同的类型
class Graph {
class Node {
var connectedNodes: List[Graph#Node] = Nil
def connectTo(node: Graph#Node) {//可以接受任意外部类对象实例中的内部类
if (connectedNodes.find(node.equals).isEmpty) {
connectedNodes = node :: connectedNodes
}
}
}
var nodes: List[Node] = Nil
def newNode: Node = {
val res = new Node
nodes = res :: nodes
res
}
}
2.样例类 case class
- 样例类常用于描述不可变的值对象（Value Object）
case class Student(name:String,age:Int) //定义样例类
val stu=Student("Jason",19) //创建样例类的实例，无需new关键字
println(stu.name) //访问对象属性
- 样例类构造参数默认声明为“val”，自动实现类构造参数的getter
- 样例类构造参数声明为“var”时，自动实现类构造参数的setter和getter
- 样例类自动创建伴生对象
- 样例类自动实现的其他方法:toString()、equals()、copy()、hashCode(),伴生对象中的apply()、unapply()
注意: unapply()接受一个对象，从对象中提取出相应的值，主要用于模式匹配中
样例类与枚举(Enumeration)
object Weekday extends Enumeration {
//枚举值从0开始计数
val Mon,Tue,Wed,Thu,Fri,Sat,Sun=Value
}
//枚举的使用
Weekday.Sun
Weekday.Sun.id //获取枚举值的计数值
Weekday.values.foreach(println)
- 样例类与枚举区别
- 1)枚举更简单，代码更少
- 2)样例类的字段比枚举的值更强大
- 3)样例类可扩展
abstract class Term(code: String)
case class Var(name: String) extends Term(name)
case class Fun(arg: String, body: Term) extends Term(arg)
case class App(f: Term, v: Term) extends Term("App")
样例类与普通类
- 区别
- 1)样例类通常用于描述不可变的数据，数据完全依赖构造参数
- 2)样例类默认不可变，通过模式匹配可分解
- 3)两个样例类“==”操作时，通过按值比较而不是按引用
- 4)样例类操作更简单
- 最佳实践:如果一个对象在内部执行有状态计算，或者表现出其他类型的复杂行为，那么它应该是一个普通类
3.泛型类
- 泛型类指可以接受类型参数的类，泛型类在集合类中被广泛使用
- 与Java不同，定义泛型类使用
[]
class Stack[T] {
var elements: List[T] = Nil
def push(x: T) { elements = x :: elements }
def top: T = elements.head
def pop() {
var t = elements.head
elements = elements.tail
t
}
def showElements(){
elements.foreach(x=>print(s"$x "));println()}
}
val ms = new Stack[Int]()
ms.push(10)
ms.showElements()
ms.push(20)
ms.showElements()
val t = ms.pop()
ms.showElements()
4.类型边界
- 在Scala中，类型参数可以有一个类型边界约束
- 类型上界：将类型限制为另一种类型的子类
- 1)T<:A 表示类型变量T应该是类型A的子类
- 2)A是具体类型，T是泛型
- 类型下界：将类型声明为另一种类型的超类
- 1)T>:A 表示类型变量T应该是类型A的超类
- 2)A是具体类型，T是泛型
5.型变
协变
class Foo[+T] // 协变类
- 对于两种类型 A 和 B，如果 A 是 B 的子类型，那么 Foo[A] 就是 Foo[B] 的子类型
逆变
class Bar[-T] // 逆变类
- 对于两种类型 A 和 B，如果 A 是 B 的子类型，那么 Bar[B] 就是 Bar[A] 的子类型
不变
class Baz[T] // 不变类
- 默认情况下，Scala中的泛型类是不变的
6.包与包对象
Scala包：package 包名
- 只能包含数字、字母、下划线、圆点
- 不能用数字开头, 不能使用关键字
- 可以在同一个.scala文件中，声明多个并列的package
package com.kgc{
package scala1 {... }
package scala2 {... }
}
package scala3 {... }
Scala包对象
- 包可以包含类、对象和特质，但不能包含变量或方法的定义，应使用
包对象解决这个问题
package com.kgc{
package object scala { //对应包com.kgc.scala，每个包都可以有一个包对象
val name="Wow"
}...
package scala{...}//与包对象同名的包可直接使用包对象中定义的变量和方法
}
包引用
- import让包和包对象的成员可以直接通过名称访问
//易于访问Fruit
import cn.kgc.Fruit
//易于访问cn.kgc的所有成员
import cn.kgc._
//易于访问cn.kgc.Fruits的所有成员
import cn.kgc.Fruits._
//只引用Apple与Orange，并且Apple重命名为McIntosh
import cn.kgc.Fruits.{Apple=>McIntosh,Orange}
def showFruit(fruit:Fruit){
import fruit._
println(name+color)
}
- import灵活引用
- 1)可以出现在任何地方
- 2)可以是对象和包
- 3)可以重命名或隐藏一些被引用的成员
五.练习
package oop
/* 练习一
假设类Book有属性title和author（多个），books是Book的列表
实现Book类，同时使用主构造器与辅助构造器
实现Book的伴生对象，使用伴生对象创建Book实例
创建books，使用List[Book]初始化5个以上Book实例
找出books中书名包含“xxx”的书，并打印书名
找出books中作者名以“xxx”打头的书，并打印书名
*/
/* 练习二
现在Book拥有电子版本，可以在多终端上播放
定义Ebook特质，包含play()方法
使Book混入Ebook特质，实现play()方法
*/
class Book(var title:String= "",var authors:String= "")
object Book{
def apply(title:String,authors:String*): Book = new Book(title,authors.mkString(" "))
}
trait Ebook{
def play(book: Book)=println(book.title+"正在播放")
}
object Practice extends App {
//创建books
private val books = List[Book](Book("西游记","张三","李四"),
Book("二本书","王五","赵六"),
Book("红楼梦","王五","申九"),
Book("四本书","赵六","李四"),
Book("五本书","宫八","李四"),
Book("水浒传","申九","李四"))
//找出books中书名包含“xxx”的书，并打印书名
books.filter(_.title.contains("西游")).foreach(x=>println("书名:"+x.title))
//找出books中作者名以“xxx”打头的书，并打印书名
books.filter(x=>{x.authors.split("\\s+").
exists(x=>x.startsWith("申"))}).
foreach(x=>println("书名:"+x.title+" 作者:"+x.authors))
//特质
val book = new Book("西游记") with Ebook
//执行特质方法
book.play(book)
}
- 运行效果如下:
