Scala从入门到精通03之面向对象

1. Scala包

1）和 Java 一样，可以在顶部使用 import 导入，在这个文件中的所有类都可以使用。
2）局部导入：什么时候使用，什么时候导入。在其作用范围内都可以使用
3）通配符导入：import java.util._
4）给类起名：import java.util.{ArrayList=>JL}
5）导入相同包的多个类：import java.util.{HashSet, ArrayList}
6）屏蔽类：import java.util.{ArrayList =>,}
7）导入包的绝对路径：new root.java.util.HashMap
注意：
Scala 中的三个默认导入分别是
import java.lang._
import scala._
import scala.Predef._

2.类和对象

类：可以看成一个模板
对象：表示具体的事物

2.1. 定义类

1）回顾：Java 中的类
如果类是 public 的，则必须和文件名一致。
一般，一个.java 有一个 public 类
注意：Scala 中没有 public，一个.scala 中可以写多个类。

2.1.1. 基本语法

[修饰符] class 类名 {
类体
}

• Scala 语法中，类并不声明为 public，所有这些类都具有公有可见性（即默认就是public）
• 一个 Scala 源文件可以包含多个类

2.2. 属性

属性是类的一个组成部分

2.2.1. 基本语法

[修饰符] var|val 属性名称 [：类型] = 属性值
注：Bean 属性（@BeanPropetry），可以自动生成规范的 setXxx/getXxx 方法

2.2.2. 属性实例

package com.michael.learn.day03

import scala.beans.BeanProperty

class ScalaProperty {

  var name:String = "michael"
  var age:Int = 18

  @BeanProperty var career: String = "developer"

}
object ScalaProperty {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    var coder = new ScalaProperty()
    println(coder.name)  // michael

    coder.setCareer("photographer")
    println(coder.getCareer)   // photographer
  }
}

3. 封装

封装就是把抽象出的数据和对数据的操作封装在一起，数据被保护在内部，程序的其它部分只有通过被授权的操作（成员方法），才能对数据进行操作。Java 封装操作如下，

• 将属性进行私有化
• 提供一个公共的 set 方法，用于对属性赋值
• 提供一个公共的 get 方法，用于获取属性的值

Scala 中的 public 属性，底层实际为 private，并通过 get 方法（obj.field()）和 set 方法（obj.field_=(value)）对其进行操作。所以 Scala 并不推荐将属性设为 private，再为其设置public 的 get 和 set 方法的做法。但由于很多 Java 框架都利用反射调用 getXXX 和 setXXX 方法，有时候为了和这些框架兼容，也会为 Scala 的属性设置 getXXX 和 setXXX 方法（通过@BeanProperty 注解实现）

3.1. 访问权限

在 Java 中，访问权限分为：public，private，protected 和默认。在 Scala 中，你可以通
过类似的修饰符达到同样的效果。但是使用上有区别。

• Scala 中属性和方法的默认访问权限为 public，但 Scala 中无 public 关键字。
• private 为私有权限，只在类的内部和伴生对象中可用。
• protected 为受保护权限，Scala 中受保护权限比 Java 中更严格，同类、子类可以访问，同包无法访问。
• private[包名]增加包访问权限，包名下的其他类也可以使用

3.2. 方法

def 方法名(参数列表) [：返回值类型] = {
方法体
}

3.2. 创建对象

val | var 对象名 [：类型] = new 类型()

• val 修饰对象，不能改变对象的引用（即：内存地址），可以改变对象属性的值。
• var 修饰对象，可以修改对象的引用和修改对象的属性值
• 自动推导变量类型不能多态，所以多态需要显示声明

3.3. 构造器

和 Java 一样，Scala 构造对象也需要调用构造方法，并且可以有任意多个构造方法。
Scala 类的构造器包括：主构造器和辅助构造器

3.3.1. 基本语法

class 类名(形参列表) { // 主构造器
// 类体
def this(形参列表) { // 辅助构造器
}
def this(形参列表) { //辅助构造器可以有多个…
} }

• 辅助构造器，函数的名称 this，可以有多个，编译器通过参数的个数及类型来区分。
• 辅助构造方法不能直接构建对象，必须直接或者间接调用主构造方法。
• 构造器调用其他另外的构造器，要求被调用构造器必须提前声明。

3.3.2. 构造器实例

package com.michael.learn.day03

// 1. 如果主构造器无参数，小括号可省略，构建对象时调用的构造方法的小括号也可以省略
// class CreateObject {
class CreateObject {

  var name:String = _
  var age:Int = _

  // auxiliary constructor
  def this(age:Int) {
    this()
    this.age = age
    println("This is a auxiliary constructor")
  }

  // main constructor
  def this(name:String, age:Int) {
    this()
    this.age = age
    this.name = name
  }
}

object Person2 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val person2 = new CreateObject("michael", 18)
    println(person2.name)  // michael
    println(person2.age)   // 18
  }
}

3.3.3. 构造器参数

Scala 类的主构造器函数的形参包括三种类型：未用任何修饰、var 修饰、val 修饰

• 未用任何修饰符修饰，这个参数就是一个局部变量
• var 修饰参数，作为类的成员属性使用，可以修改
• val 修饰参数，作为类只读属性使用，不能修改

package com.michael.learn.day03

object ConstuctorPara {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    var person3 = new ConstuctorPara("michael", 18, "male")

    // 1. the para without qualifier is just a local variable
    // println(person3.name)

    // 2. the para decorated by var is a property of the class, it can be updated
    person3.age = 28
    println(person3.age)  // 28

    // 3. the value is read only if the para is decorated by val
    // person3.sex = "female" // error
  }
}

class ConstuctorPara (name:String, var age:Int, val sex:String){}

4. 继承和多态

class 子类名 extends 父类名 { 类体 }

• 子类继承父类的属性和方法
• scala 是单继承
• 继承的调用顺序：父类构造器->子类构造器
• Scala 中属性和方法都是动态绑定，而 Java 中只有方法为动态绑定

package com.michael.learn.day03

class InheritScala(namePara:String) {

  var name = namePara
  var age:Int = _

  def this(namePara:String, agePara:Int){
    this(namePara)
    this.age = agePara
    println("auxiliary constructor of parent class")
  }
}

class Children(namePara:String, agePara:Int) extends InheritScala(namePara, agePara){
  var empNo:Int = _
  def this(namePara:String, agePara:Int, empNoPara:Int){
    this(namePara, agePara)
    this.empNo = empNoPara
    println("auxiliary constructor of sub class")
  }
}

object InheritScala {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    new Children("michael", 11, 13)
    // auxiliary constructor of parent class
    // auxiliary constructor of sub class
  }
}

4.1. Java和Scala对比

4.1.1. Scla

package com.michael.learn.day03

object TestDynamicScala {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val teacher: Teacher6 = new Teacher6()
    val person:Person6 = new Teacher6

    println(teacher.name)
    teacher.hello()
    println(person.name)
    person.hello()
    // teacher
    // hello teacher
    // teacher
    // hello teacher
  }
}

class Person6{
  val name:String = "person"
  def hello():Unit ={
    println("hello person")
  }
}

class Teacher6 extends Person6{
  override val name:String = "teacher"
  override def hello():Unit = {
    println("hello teacher")
  }
}

4.1.2. Java

package com.michael.learn.day03;

public class TestDynamicJava {
    public static void main(String[] args) {

        Teacher teacher = new Teacher();
        Person person = new Teacher();

        System.out.println(teacher.name);
        teacher.hello();

        System.out.println(person.name);
        person.hello();
        // Teacher
        // hello teacher
        // Person
        // hello teacher
    }
}
class Person {
    public String name = "Person";
    public void hello(){
        System.out.println("hello person");
    }
}

class Teacher extends Person{
    public String name = "Teacher";

    @Override
    public void hello(){
        System.out.println("hello teacher");
    }
}

5. 抽象类

• 定义抽象类：abstract class Person{} //通过 abstract 关键字标记抽象类
• 定义抽象属性：val|var name:String //一个属性没有初始化，就是抽象属性
• 定义抽象方法：def hello():String //只声明而没有实现的方法，就是抽象方法

5.1. 继承和重写

• 如果父类为抽象类，那么子类需要将抽象的属性和方法实现，否则子类也需声明为抽象类
• 重写非抽象方法需要用 override 修饰，重写抽象方法则可以不加 override。
• 子类中调用父类的方法使用 super 关键字
• 子类对抽象属性进行实现，父类抽象属性可以用 var 修饰；子类对非抽象属性重写，父类非抽象属性只支持 val 类型，而不支持 var。因为 var 修饰的为可变变量，子类继承之后就可以直接使用，没有必要重写

5.2. 匿名子类

和 Java 一样，可以通过包含带有定义或重写的代码块的方式创建一个匿名的子类。

abstract class Person {
	val name: String
	def hello(): Unit
}
object Test {
	def main(args: Array[String]): Unit = {
		val person = new Person {
		override val name: String = "teacher"
		override def hello(): Unit = println("hello teacher")
} }

6. 单例对象

Scala语言是完全面向对象的语言，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，该对象为单例对象。若单例对象名与类名一致，则称该单例对象这个类的伴生对象，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。

6.1. 单例对象语法

object Person{
val country:String=“China”
}

• 单例对象采用 object 关键字声明
• 单例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。
• 单例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。

package com.michael.learn.day03

object AssociatedObject {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 3. 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
    println(Person7.contry) // CHINA
  }
}

// 1. 伴生对象采用 object 关键字声明
object Person7 {
  var contry:String = "CHINA"
}

// 2. 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
class Person7 {
  var name:String = "michael"
}

6.2. apply方法

• 通过伴生对象的 apply 方法，实现不使用 new 方法创建对象。
• 如果想让主构造器变成私有的，可以在()之前加上 private。
• apply 方法可以重载。
• Scala 中 obj(arg)的语句实际是在调用该对象的 apply 方法，即 obj.apply(arg)。用以统一面向对象编程和函数式编程的风格。
• 当使用 new 关键字构建对象时，调用的其实是类的构造方法，当直接使用类名构建对象时，调用的其实时伴生对象的 apply 方法。

package com.michael.learn.day03

object TestApply {

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

	// 1. 通过伴生对象的 apply 方法，实现不使用 new 关键字创建对象
    val p1 = Person8()
    println("p1.name=" + p1.name)
    // apply method without para is called
    // p1.name=input name

    val p2 = Person8("michael")
    println("p2.name=" + p2.name)
    // apply method with para is called
    // p2.name=michael
  }

}
// 2. 如果想让主构造器变成私有的，可以在()之前加上 private
class Person8 private(cName:String) {
  var name:String = cName
}

object Person8 {
  def apply():Person8 = {
    println("apply method without para is called")
    new Person8("input name")
  }

  def apply(name:String):Person8 = {
    println("apply method with para is called")
    new Person8(name)
  }
}
//注意：也可以创建其它类型对象，并不一定是伴生类对象

7. 特质(Trait)

trait 特质名 {trait 主体}

• 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质（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。
• Scala 中的 trait 中即可以有抽象属性和方法，也可以有具体的属性和方法，一个类可以混入（mixin）多个特质。这种感觉类似于 Java 中的抽象类。
• 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。

7.1. 特质基本语法

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。

7.1.1. 基本语法：

没有父类：class 类名 extends 特质 1 with 特质 2 with 特质 3 …
有父类：class 类名 extends 父类 with 特质 1 with 特质 2 with 特质 3…

• 类和特质的关系：使用继承的关系。
• 当一个类去继承特质时，第一个连接词是 extends，后面是 with。
• 如果一个类在同时继承特质和父类时，应当把父类写在 extends 后。

7.1.2. 特质实例

package com.michael.learn.day03

object TestTrait {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val teacher = new Teacher9
    teacher.say()  // say
    teacher.eat()  // eat

    // 4. 动态混入：可灵活的扩展类的功能
    val t2 = new Teacher9 with SexTrait {
      override var sex: String = "male" }
    // 调用混入 trait 的属性
    println(t2.sex)  // male
  }
}

trait PersonTrait {
  // 1. 特质可以同时拥有抽象方法和具体方法
  // 声明属性
  var name:String = _

  // 抽象属性
  var age: Int

  // 声明方法
  def eat(): Unit = {
    println("eat")
  }

  // 抽象方法
  def say(): Unit
}

trait SexTrait {
  var sex: String
}

// 2. 一个类可以实现/继承多个特质
// 3. 所有的 Java 接口都可以当做 Scala 特质使用
class Teacher9 extends PersonTrait with java.io.Serializable {
  override def say(): Unit = {
    println("say")
  }
  override var age: Int = _
}

7.2. 特质叠加

7.2.1. 特质叠加基础

由于一个类可以混入（mixin）多个 trait，且 trait 中可以有具体的属性和方法，若混入的特质中具有相同的方法（方法名，参数列表，返回值均相同），必然会出现继承冲突问题。冲突分为以下两种：

• 第一种，一个类（Sub）混入的两个 trait（TraitA，TraitB）中具有相同的具体方法，且两个 trait 之间没有任何关系，解决这类冲突问题，直接在类（Sub）中重写冲突方法。

• 第二种，一个类（Sub）混入的两个 trait（TraitA，TraitB）中具有相同的具体方法，且两个 trait 继承自相同的 trait（TraitC），及所谓的“钻石问题”，解决这类冲突问题，Scala采用了特质叠加的策略。
  所谓的特质叠加，就是将混入的多个 trait 中的冲突方法叠加起来

package com.michael.learn.day03

object TestTraitOverlay {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    println(new MyBall().describe())  // my ball is a blue-foot-ball
  }
}

trait Ball {
  def describe(): String = {
    "ball"
  }
}

trait Color extends Ball {
  override def describe(): String = {
    "blue-" + super.describe()
  }
}

trait Category extends Ball {
  override def describe(): String = {
    "foot-" + super.describe()
  }
}

class MyBall extends Category with Color {
  override def describe(): String = {
    "my ball is a " + super.describe()
  }
}

7.2.2. 特质叠加执行顺序

当一个类混入多个特质的时候，scala 会对所有的特质及其父特质按照一定的顺序进行排序，而此案例中的 super.describe()调用的实际上是排好序后的下一个特质中的 describe()方法。排序规则如下

• 案例中的 super，不是表示其父特质对象，而是表示上述叠加顺序中的下一个特质，即，MyClass 中的 super 指代 Color，Color 中的 super 指代 Category，Category 中的 super指代 Ball。
• 如果想要调用某个指定的混入特质中的方法，可以增加约束：super[]，例如super[Category].describe()

7.3. 特质自身类型

自身类型可实现依赖注入的功能

package com.michael.learn.day03

class User(val name: String, val age: Int)
trait Dao {
  def insert(user: User) = {
    println("insert into database :" + user.name)
  } }
trait APP {
  _: Dao =>
  def login(user: User): Unit = {
    println("login :" + user.name)
    insert(user)
  } }
object MyApp extends APP with Dao {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    login(new User("michael", 11))
    // login :michael
    // insert into database :michael
  } 
}

7.4. 特质和抽象类区别

• 1.优先使用特质。一个类扩展多个特质是很方便的，但却只能扩展一个抽象类。
• 2.如果你需要构造函数参数，使用抽象类。因为抽象类可以定义带参数的构造函数，而特质不行（有无参构造）。

8. 对象扩展

8.1. 类型检查和转换

• obj.isInstanceOf[T]：判断 obj 是不是 T 类型
• obj.asInstanceOf[T]：将 obj 强转成 T 类型
• classOf 获取对象的类名

8.2. 枚举类和应用类

枚举类：需要继承 Enumeration
应用类：需要继承 App

package com.michael.learn.day03

object TestEnum {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    println(Color.RED)
  } }
// 枚举类
object Color extends Enumeration {
  val RED = Value(1, "red")
  val YELLOW = Value(2, "yellow")
  val BLUE = Value(3, "blue")
}

// 应用类
object Test20 extends App {
  println("xxxxxxxxxxx");
}

8.3. Type定义新类型

使用 type 关键字可以定义新的数据数据类型名称，本质上就是类型的一个别名

object Test {
	def main(args: Array[String]): Unit = {
		type S=String
		var v:S="abc"
		def test():S="xyz"
	} 
}