Scala入门系列（四）：Scala之OOP面向对象

Scala面向对象基本概念

1、类（class）

类通过class关键字定义
类通过new关键词创建实例
类拥有成员变量和方法
类的成员默认为public,也支持private、protected
注意：
类中无法定义静态成员和方法
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

1.1类成员访问修饰符

java

Scala

1.2类的定义

构造器：主构造器，辅助构造器
成员变量与方法
类的实例化

//主构造器执行类定义中的所有语句
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)

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”关键词

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)
	}  
}

抽像类（abstract class）

抽象类可包含未实现的方法，即抽象方法
抽象无法实例化
抽象类使用“abstract”关键字修饰	:
		子类重写父类抽象方法时，“override”关键词可选
		子类重写父类非抽象方法，“override”关键字必写

父类
abstract class Shape{
def draw():Unit
}

子类
class Square extends Shape{
override def draw():Unit={
    println("draw a square")
 }
}
var shape=new Square
shape.draw

单列对象（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

定义单列对象

//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

单列对象与同名类定义在同一文件中时形成绑定关系

同名类称为单列对象的伴生类（class）
单例对象称为同名类伴生对象（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 {
	//使用伴生对象的apply()方法省掉new关键字.
	//Student.apply()等价于Student()
	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)
  }
}

特质（trait）

1.Scala中没有接口（interface）的概念
2.特质用于在类之间共享程序接口和字段，类似Java接口
3.特质是字段和方法的集合，可以提供字段和方法实现
4.类和单例对象都可以扩展特质（extends）
5.特质不能被实例化，因此没有构造参数，类似Java接口
6.特质使用“trait”关键字定义
7.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()})  // Harry wow...

混入特质

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

优先使用特质

抽象类只能继承一次
特质可混入多个

需要使用带参构造方法时，使用抽象类
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

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 {
  //可以接受任意外部类对象实例中内部
    var connectedNodes: List[Graph#Node] = Nil
    def connectTo(node: Graph#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
  }
}

样例类（case class）

样例类常用语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()
//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

枚举

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

	枚举更简单，代码更少
	样例类的字段比枚举的值更强大
	样例类可扩张

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

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
样例类默认不可变，通过模式匹配可分解
两个样例类“==”操作时，通过按值比较而不是按引用
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

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()

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

T<:A 表示类型变量T应该是类型A的子类
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

T>:A 表示类型变量T应该是类型A的超类
A是具体类型，T是泛型

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

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}
import灵活引用

def showFruit(fruit:Fruit){
    import fruit._
    println(name+color)
}

import灵活引用

可以出现在任何地方
可以是对象和包
可以重命名或隐藏一些被引用的成员