七、Scala面向对象编程(高级)
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目录
一、静态属性和静态方法
1、基本介绍
2、伴生对象
（1）实例
（2）伴生对象的小结
（3）伴生对象-apply方法
三、接口
1、Java接口
2、Scala接口（特质）
A、基本介绍
B、特质入门实例
C、带有特质的对象，动态混入
E、叠加特质
F、在特质中重写抽象方法特例
G、富接口特质、特质中的具体字段和抽象字段
H、特质构造顺序
I、扩展类的特质
J、自身类型
四、嵌套类
A、Java内部类的简单回顾
（2）Java内部类的分类
B、Scala嵌套类的使用
C、类型投影
一、静态属性和静态方法
1、基本介绍
（1）回顾Java的静态概念
Java中静态方法并不是通过对象调用的，而是通过类对象调用的，所以静态操作并不是面向对象的。
public static 返回值类型 方法名(参数列表) {方法体}
静态属性...（2）Scala中静态的概念-伴生对象
Scala中静态的概念-伴生对象 Scala语言是完全面向对象(万物皆对象)的语言，所以并没有静态的操作(即在Scala中没有静态的概念)。但是为了能够和Java语言交互(因为Java中有静态概念)，就产生了一种特殊的对象来模拟类对象，我们称之为类的伴生对象。这个类的所有静态内容都可以放置在它的伴生对象中声明和调用
2、伴生对象
（1）实例
//伴生类
//class ScalaPerson 编译后生成ScalaPerson 类 ScalaPerson.class
//object ScalaPerson 编译后生成ScalaPerson$ 类 ScalaPerson$.class
class ScalaPerson{
var name:String = _
}
//伴生对象
object ScalaPerson {
var sex:Boolean = true
def sayHi():Unit={
println("object ScalaPerson")
}
}（2）伴生对象的小结
-
Scala中伴生对象采用object关键字声明，伴生对象中声明的全是 "静态"内容，可以通过伴生对象名称直接调用。
-
伴生对象对应的类称之为伴生类，伴生对象的名称应该和伴生类名一致。
-
伴生对象中的属性和方法都可以通过伴生对象名(类名)直接调用访问
-
从语法角度来讲，所谓的伴生对象其实就是类的静态方法和成员的集合
-
从技术角度来讲，scala还是没有生成静态的内容，只不过是将伴生对象生成了一个新的类，实现属性和方法的调用。
-
从底层原理看，伴生对象实现静态特性是依赖于 public static final MODULE$ 实现的。
-
伴生对象的声明应该和伴生类的声明在同一个源码文件中(如果不在同一个文件中会运行错误!)，但是如果没有伴生类，也就没有所谓的伴生对象了，所以放在哪里就无所谓了。
-
如果 class A 独立存在，那么A就是一个类， 如果 object A 独立存在，那么A就是一个"静态"性质的对象[即类对象], 在 object A中声明的属性和方法可以通过 A.属性 和 A.方法 来实现调用
-
当一个文件中，存在伴生类和伴生对象时，文件的图标会发生变化
（3）伴生对象-apply方法
object ApplyTest {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val list = List(1,2,3)
val pig = new Pig("小花")
// 使用apply方法来创建对象
val pig2 = Pig("小黑猪")//触发def apply(pName: String): Pig = new Pig(pName)方法
val pig3 = Pig()//触发def apply(): Pig = new Pig("匿名猪猪")
println(s"pig2 = ${pig2.name}")
println(s"pig3 = ${pig3.name}")
}
}
//apply方法演示
class Pig(pName:String){
var name:String = pName
}
object Pig{
// 编写apply方法
def apply(pName: String): Pig = new Pig(pName)
def apply(): Pig = new Pig("匿名猪猪")
}二、单例对象
（在scala设计模式中学习）
三、接口
1、Java接口
（1）声明接口
interface 接口名（2）实现接口
class 类名 implements 接口名1，接口2（3）注意点
-
在Java中, 一个类可以实现多个接口。
-
在Java中，接口之间支持多继承
-
接口中属性都是常量
-
接口中的方法都是抽象的
2、Scala接口（特质）
A、基本介绍
从面向对象来看，接口并不属于面向对象的范畴，Scala是纯面向对象的语言，在Scala中，没有接口。
Scala语言中，采用特质trait（特征）来代替接口的概念，也就是说，多个类具有相同的特征（特征）时，就可以将这个特质（特征）独立出来，采用关键字trait声明。 理解trait 等价于(interface + abstract class)
（1）trait 的声明
trait 命名 一般首字母大写.
在scala中，java中的接口可以当做特质使用
trait 特质名 {
trait体
}//trait Serializable extends Any with java.io.Serializable
//scala中,java的接口都可以当做trait来使用
object T1 extends Serializable{
}（2）trait 的使用
一个类具有某种特质（特征），就意味着这个类满足了这个特质（特征）的所有要素，所以在使用时，也采用了extends关键字，如果有多个特质或存在父类，那么需要采用with关键字连接。
//假如定义的类没有父类时
class 类名 extends 特质1 with 特质2 with 特质3 ..
//假如定义的类有父类时
class 类名 extends 父类 with 特质1 with 特质2 with 特质3B、特质入门实例
-
可以把特质可以看作是对继承的一种补充
-
Scala的继承是单继承,也就是一个类最多只能有一个父类,这种单继承的机制可保证类的纯洁性,比c++中的多继承机制简洁。但对子类功能的扩展有一定影响.所以我们认为: Scala引入trait特征 第一可以替代Java的接口, 第二个也是对单继承机制的一种补充
-
Scala提供了特质（trait） ，特质可以同时拥有抽 象方法和具体方法，一 个类可以实现/继承多个 特质，具体方法可以不被实现特质的类重写，也可以被实现特质的类重写。和Java中的接口不太一样的是特质中的方法并不一定是抽象的，
-
特质中没有实现的方法就是抽象方法。类通过extends继承特质，通过with可以继承多个特质
-
所有的java接口都可以当做Scala特质使用
object TraitTest {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val c = new C
val e = new E
c.getConnect()
e.getConnect()
c.sayOk()
e.sayOk()
}
}
/**类之间的关系，使用trait给C和E增加方法（如数据库连接方法）*/
class A{}
class B extends A{}
class C extends A with T {
override def getConnect(): Unit = {
println("连接mysql...")
}
}
class D{}
class E extends D with T {
override def getConnect(): Unit ={
println("连接mongo...")
}
//重写具体方法
override def sayOk(): Unit = {
println("mongo say ok")
}
}
class F extends D{}
/** 定义trait*/
trait T{
// 定义一个规范
def getConnect()
// 具体方法
def sayOk():Unit={
println("okkkk")
}
}C、带有特质的对象，动态混入
（1）基本介绍
-
除了可以在类声明时继承特质以外，还可以在构建对象时混入特质，扩展目标类的功能
- 此种方式也可以应用于对抽象类功能进行扩展
- 动态混入是Scala特有的方式（java没有动态混入），可在不修改类声明/定义的情况下，扩展类的功能，非常的灵活，耦合性低。
- 动态混入可以在不影响原有的继承关系的基础上，给指定的类扩展功能。
object TraitTest {
def main(args: Array[String]): Unit = {
// 普通类的动态混入
var oracle = new OracleDB with T
oracle.insert(111)
oracle.update(222)
// 抽象类的动态混入
val mysql = new MysqlDB with T
mysql.insert(333)
}
}
class OracleDB extends T2 {
}
abstract class MysqlDB {
}
trait T {
def insert(id: Int): Unit = {
println("插入数据 = " + id)
}
}
trait T2{
def update(id:Int): Unit ={
println(s"更新数据 = $id")
}
}（2）如果抽象类中有抽象的方法，如何动态混入特质?
object TraitTest {
def main(args: Array[String]): Unit = {
// 具有抽象方法的抽象类，如何动态混入特质
val mysql = new MysqlDB with T {
override def sayOk(): Unit = {
println("具有抽象方法的抽象类，如何动态混入特质")
}
}
mysql.insert(111)
mysql.sayOk()
}
}
abstract class MysqlDB{
def sayOk()
}
trait T {
def insert(id: Int): Unit = {
println("插入数据 = " + id)
}
}E、叠加特质
构建对象的同时如果混入多个特质，称之为叠加特质， 那么特质声明顺序从左到右，方法执行顺序从右到左。
（1）叠加特质时，对象的构建顺序，和执行方法的顺序分析
object TraitTest {
def main(args: Array[String]): Unit = {
// 混入多个特质的特点
// 1、当动态混入多个特质时，顺序是怎么样子的
// Scala在叠加特质的时候，会首先从后面的特质开始执行（从右向左）
/** T_1 ...
* data_T ...
* DB_T ...
* File_T ...
*/
val mysql = new Mysql with DB_T with File_T
println("======================")
/*** File_T 插入数据 = 111
* DB_T 插入数据 = 111
*/
// 2、当执行一个动态混入对象的方法，其执行顺序是，从右向左开始执行（栈）
// 所以先输出 File_T 插入数据 = 111
// 当执行到 super 时，是指的左边的特质 DB_T,若没有调用super方法，则不会像后执行（即执行完毕）
// 若执行super时，左边没有特质了，super指的当前特质的父类
mysql.insert(111)
}
}
/**类*/
class Mysql{}
/**多个特质*/
trait T_1 {
println("T_1 ...")
def insert(id: Int): Unit = {
println("T_1 插入数据 = " + id)
}
}
trait Data_T extends T_1{
println("data_T ...")
override def insert(id: Int): Unit = {
println("data_T 插入数据 = " + id)
}
}
trait DB_T extends Data_T{
println("DB_T ...")
override def insert(id: Int): Unit = {
println("DB_T 插入数据 = " + id)
super.insert(id)
}
}
trait File_T extends Data_T{
println("File_T ...")
override def insert(id: Int): Unit = {
println("File_T 插入数据 = " + id)
//调用了insert方法,这里的super和混入特质的顺序有关系。不一定指的是父特质data_T
super.insert(id)
}
}（2）叠加特质注意事项和细节
-
特质声明顺序从左到右。
-
Scala在执行叠加对象的方法时，会首先从后面的特质(从右向左)开始执行
-
Scala中特质中如果调用super，并不是表示调用父特质的方法，而是向前面（左边）继续查找特质，如果找不到，才会去父特质查找
-
如果想要调用具体特质的方法，可以指定：super[特质].xxx(…).其中的泛型必须是该特质的直接超类类型
F、在特质中重写抽象方法特例
（1）下述代码运行时会报错
trait T_1 {
def insert(id: Int)
}
trait Data_T extends T_1{
def insert(id: Int): Unit = {
println("data_T 插入数据 = " + id)
super.insert(id)
}
}（2）原因：没有完全的实现insert，同时还没有声明 abstract overrid
（3）解决方法
-
a、去掉 super()
-
b、调用父特质的抽象方法，那么在实际使用时，没有方法的具体实现，无法编译通过，为了避免这种情况的发生。可重写抽象方法，这样在使用时，就必须考虑动态混入的顺序问题。
object TraitTest {
def main(args: Array[String]): Unit = {
// 尝试去掉Data_T中方法insert中调用的super.insert(id)，看会发现什么
val mysql = new Mysql with DB_T with Data_T
mysql.insert(666)
//下面代码会报错，和动态混入顺序有关,执行到Data_T时中的方法 super.insert(id)会取找到父类的抽象方法
val mysql2 = new Mysql with Data_T with DB_T
}
}
/**类*/
class Mysql{}
/**特质*/
trait T_1 {
def insert(id: Int)
}
trait Data_T extends T_1{
//若
// 1、在子特质中重写父特质的方法
// 2、同时又调用了super方法，
// 则必须使用 abstract override 修饰
// 作用：这时super.insert(id)的调用和动态混入的顺序有关系(参考上面内容)
abstract override def insert(id: Int): Unit = {
println("data_T 插入数据 = " + id)
super.insert(id)
}
}
//实现T_1中的抽象方法
trait DB_T extends T_1{
def insert(id: Int): Unit = {
println("DB_T 插入数据 = " + id)
}
}（4）如何理解abstract override
可以这里理解，当我们给某个方法增加了abstract override 后，就是明确的告诉编译器，该方法确实是重写了父特质的抽象方法，但是重写后，该方法仍然是一个抽象方法（因为没有完全的实现，需要其它特质继续实现[通过混入顺序]）
G、富接口特质、特质中的具体字段和抽象字段
富接口：即该特质中既有抽象方法，又有非抽象方法
具体字段：特质中可以定义具体字段，如果初始化了就是具体字段，如果不初始化就是抽象字段。混入该特质的类就具有了该字段，字段不是继承，而是直接加入类，成为自己的字段，可以通过编译后的代码查看。
抽象字段：特质中未被初始化的字段在具体的子类中必须被重写。
object TraitTest {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val mysql = new Mysql with T {
override var age = 0
}
println(mysql.age)
}
}
class Mysql{}
/**特质*/
trait T {
var name :String = ""
var age :Int
def insert():Unit={
}
}H、特质构造顺序
特质也是有构造器的，构造器中的内容由“字段的初始化” 和一些其他语句构成。具体实现请参考“特质叠加”
（1）第一种特质构造顺序(声明类的同时混入特质)
-
调用当前类的超类构造器
-
第一个特质的父特质构造器
-
第一个特质构造器
-
第二个特质构造器的父特质构造器, 如果已经执行过， 就不再执行
-
第二个特质构造器
-
.......重复4,5的步骤(如果有第3个，第4个特质)
-
当前类构造器
第2种特质构造顺序(在构建对象时，动态混入特质)
-
调用当前类的超类构造器
-
当前类构造器
-
第一个特质构造器的父特质构造器
-
第一个特质构造器.
-
第二个特质构造器的父特质构造器, 如果已经执行过，就不再执行
-
第二个特质构造器
-
.......重复5,6的步骤(如果有第3个，第4个特质)
-
当前类构造器
object TraitTest {
def main(args: Array[String]): Unit = {
// 声明类时混入特质
val ff1 = new FF()//构造顺序 E...A...B....C....D....F....
println(ff1)
println("=======================")
// 动态混入特质
val ff2 = new KK() with CC with DD//构造顺序 E...K....A...B....C....D....
println(ff2)
}
}
trait AA {
println("A...")
}
trait BB extends AA {
println("B....")
}
trait CC extends BB {
println("C....")
}
trait DD extends BB {
println("D....")
}
class EE {
println("E...")
}
class FF extends EE with CC with DD {
println("F....")
}
class KK extends EE {
println("K....")
}（3）分析两种方式对构造顺序的影响
-
第1种方式实际是构建类对象, 在混入特质时，该对象还没有创建。
-
第2种方式实际是构造匿名子类，可以理解成在混入特质时，对象已经创建了。
I、扩展类的特质
特质可以继承类，以用来拓展该类的一些功能
所有混入该特质的类，会自动成为那个特质所继承的超类的子类
trait LoggedException extends Exception{
def log(): Unit ={
println(getMessage) // 方法来自于Exception类
}
}
//UnhappyException 就是Exception的子类.
class UnhappyException extends LoggedException{
// 已经是Exception的子类了，所以可以重写方法
override def getMessage = "错误消息！"
}如果混入该特质的类，已经继承了另一个类(A类)，则要求A类是特质超类的子类，否则就会出现了多继承现象，发生错误。
J、自身类型
自身类型：主要是为了解决特质的循环依赖问题，同时可以确保特质在不扩展某个类的情况下，依然可以做到限制混入该特质的类的类型。
//class Console extends Logger {} //error,因为不是Exception或其子类
class Console extends Exception with Logger//正确，
//Logger就是自身类型特质，当这里做了自身类型后
//等价于trait Logger extends Exception，主要是为了给编译器说明，要求混入该特质的对象也必须是Exception的子类
trait Logger {
// 明确告诉编译器，我就是Exception,如果没有这句话，下面的getMessage不能调用
this: Exception =>
def log(): Unit ={
// 既然我就是Exception, 那么就可以调用其中的方法
println(getMessage)
}
}四、嵌套类
在Scala中，你几乎可以在任何语法结构中内嵌任何语法结构。如在类中可以再定义一个类，这样的类是嵌套类，其他语法结构也是一样。嵌套类类似于Java中的内部类。
A、Java内部类的简单回顾
在Java中，一个类的内部又完整的嵌套了另一个完整的类结构。被嵌套的类称为内部类(inner class)，嵌套其他类的类称为外部类。内部类最大的特点就是可以直接访问私有属性，并且可以体现类与类之间的包含关系
（1）基本语法
class Outer{
外部类
class Inner{
内部类
}
}
class Other{
外部其他类
}（2）Java内部类的分类
从定义在外部类的成员位置上来看，
-
1) 成员内部类（没用static修饰）
-
2) 和静态内部类（使用static修饰），
定义在外部类局部位置上（比如方法内）来看：
-
分为局部内部类（有类名）
-
匿名内部类（没有类名）
B、Scala嵌套类的使用
（1）定义Scala 的成员内部类和静态内部类，并创建相应的对象实例。
object TraitTest {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val outer1 : ScalaOuterClass = new ScalaOuterClass()
val outer2 : ScalaOuterClass = new ScalaOuterClass()
// Scala创建内部类的方式和Java不一样，将new关键字放置在前，使用 对象.内部类 的方式创建
// 对象.内部类 的方式创建，这里的语法可以看出在scala中，默认情况下，内部类实例和外部对象关联
val inner1 = new outer1.ScalaInnerClass()
val inner2 = new outer2.ScalaInnerClass()
//创建静态内部类对象
val staticInner = new ScalaOuterClass.ScalaStaticInnerClass()
println(staticInner)
}
}
class ScalaOuterClass {
class ScalaInnerClass { //成员内部类
}
}
object ScalaOuterClass { //伴生对象
class ScalaStaticInnerClass { //静态内部类
}
}（2）在内部类中访问外部类的属性。
a、内部类如果想要访问外部类的属性，可以通过外部类对象访问。 即：访问方式：外部类名.this.属性名
object TraitTest {
def main(args: Array[String]): Unit = {
//调用成员内部类的方法
val outer = new ScalaOuterClass
val inner = new outer.ScalaInnerClass
inner.info()
}
}
class ScalaOuterClass {
var name : String = "scott"
private var sal : Double = 1.2
class ScalaInnerClass { //成员内部类
def info() = {
// 访问方式：外部类名.this.属性名
// 怎么理解 ScalaOuterClass.this 就相当于是 ScalaOuterClass 这个外部类的一个实例,
// 然后通过 ScalaOuterClass.this 实例对象去访问 name 属性
// 只是这种写法比较特别，学习java的同学可能更容易理解 ScalaOuterClass.class 的写法.
println("name = " + ScalaOuterClass.this.name + " age =" + ScalaOuterClass.this.sal)
}
}
}
object ScalaOuterClass { //伴生对象
class ScalaStaticInnerClass { //静态内部类
}
}b、内部类如果想要访问外部类的属性，也可以通过外部类别名访问(推荐)。 即：访问方式：外部类名别名.属性名
object TraitTest {
def main(args: Array[String]): Unit = {
//调用成员内部类的方法
val outer = new ScalaOuterClass
val inner = new outer.ScalaInnerClass
inner.info()
}
}
class ScalaOuterClass {
myOuter => //这样写，你可以理解成这样写，myOuter就是代表外部类的一个对象.
// 当给外部指定别名时，需要将外部类的属性放到别名后.
var name : String = "scott"
private var sal : Double = 1.2
class ScalaInnerClass { //成员内部类
def info() = {
println("name = " + ScalaOuterClass.this.name + ", age =" + ScalaOuterClass.this.sal)
println("-----------------------------------")
println("name = " + myOuter.name + ", age =" + myOuter.sal)
}
}
}
object ScalaOuterClass { //伴生对象
class ScalaStaticInnerClass { //静态内部类
}
}C、类型投影
类型投影是指：在方法声明上，如果使用 外部类#内部类 的方式，表示忽略内部类的对象关系，等同于Java中内部类的语法操作，我们将这种方式称之为 类型投影（即：忽略对象的创建方式，只考虑类型）
object ShadowTest {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val outer1 : ScalaOuterClass = new ScalaOuterClass()
val outer2 : ScalaOuterClass = new ScalaOuterClass()
val inner1 = new outer1.ScalaInnerClass()
val inner2 = new outer2.ScalaInnerClass()
inner1.test(inner1) // ok, 因为 需要outer1.ScalanInner
// 默认情况下，scala的内部类实例是和创建该内部类实例的外部类对象关联的（即一一对应的）
inner1.test(inner2) // error, 需要outer1.ScalanInnerouter2.ScalanInner,使用类型投影后就不会报错
}
}
class ScalaOuterClass {
myOuter =>
class ScalaInnerClass { //成员内部类
// 下面这个方法可以接收又外部类派生出来的任何内部类 ScalaInnerClass 实例
// 下面的 ScalaOuterClass#ScalaInnerClass 类型投影的作用就是屏蔽外部对象对内部类对象的影响
def test(ic: ScalaOuterClass#ScalaInnerClass): Unit = {
System.out.println("使用类型投影 ："+ic)
}
}
}