Scala入门指南

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Chapter09 Scala特质

x33g5p2x  于2021-03-14 发布在 其他  
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1. 为什么没有多重继承

准备这个Chapter讲文件和正则表达式，但该内容按照其他语言安排一般都是在最后几章节，所以暂时先忽略该章节，后面会补上。

转入正题，如果有两个类Student和Employee，它们都有name这个属性，如果要同时扩展这两个基类该如何做，主要问题是name属性如何处理？如果保留两个，那么访问时到底访问的是哪个呢？如果只保留一个，那么保留哪一个？该问题就是菱形问题。画一个形象的图形如下：

这里写图片描述

Scala通过提供特质解决这个问题，特质可以同时拥有抽象方法和具体方法，而类可以实现多个特质。

2. 当做接口使用的特质

特质完全可以像Java接口那样工作。

特质中未被实现的方法默认是抽象方法，不需要用abstract申明。

重写特质抽象方法时不需要给出override关键字。

特质不止一个，可以使用with关键字来添加额外的特质。

Scala类只能有一个超类，可以有任意数量的特质。

3. 带有具体实现的特质

  • 特质中可以有具体的方法。
    trait ConsoleLogger {
      def log(msg: String) { println(msg) } // 具体方法
    }

    class Account {
      protected var balance = 0.0
    }

    class SavingsAccount extends Account with ConsoleLogger {
      def withdraw(amount: Double) {
        if (amount > balance) log("Insufficient funds")
        else balance -= amount
      }
    }

4. 带有特质的对象

  • 构造单个对象时，可以为它添加特质，用with关键字。
    trait Logged {
      def log(msg: String) { }
    }

    trait ConsoleLogger extends Logged { 
      override def log(msg: String) { println(msg) }
    } 

    class Account {
      protected var balance = 0.0
    }

    class SavingsAccount extends Account with Logged {
      def withdraw(amount: Double) {
        if (amount > balance) log("Insufficient funds")
        else balance -= amount
      }
    }

    object Main extends App {
      val acct1 = new SavingsAccount
      acct1.withdraw(100) // 没有任何信息会打印出来

      println("Overdrawing acct2");
      val acct2 = new SavingsAccount with ConsoleLogger // 添加特质进来
      acct2.withdraw(100) // 会打印信息
    }

5. 添加多个特质

**个人理解：**添加多个特质要研究的问题实际是，添加的这几个特质哪个先执行？即执行的顺序，执行完的结果是要传给另一个特质进行下一步处理，这里有点像linux中pipe的概念。

  • 类或对象可以添加多个特质，特质从最后一个开始执行，非常适合分阶段处理的场景。
    trait Logged {
      def log(msg: String) { }
    }

    trait ConsoleLogger extends Logged {
      override def log(msg: String) { println(msg) }
    }

    trait TimestampLogger extends Logged { // 给消息添加时间戳
      override def log(msg: String) {
        super.log(new java.util.Date() + " " + msg)
      }
    }

    trait ShortLogger extends Logged { // 截断过长的信息
      val maxLength = 15 
      override def log(msg: String) {
        super.log(
          if (msg.length <= maxLength) msg else msg.substring(0, maxLength - 3) + "...")
      }
    }

    class Account {
      protected var balance = 0.0
    }

    class SavingsAccount extends Account with Logged {
      def withdraw(amount: Double) {
        if (amount > balance) log("Insufficient funds") // 调用特质中的log方法
        else balance -= amount
      }
    }

    object Main extends App {
      val acct1 = new SavingsAccount with ConsoleLogger with
        TimestampLogger with ShortLogger
      val acct2 = new SavingsAccount with ConsoleLogger with
        ShortLogger with TimestampLogger
      acct1.withdraw(100) 
      acct2.withdraw(100)
    }
  • 由于特质添加的顺序，上面的执行结果为：
    运行结果

6. 在特质中重写抽象方法

**个人理解：**这节就是想区分用类来扩展特质是不需要加override，而特质扩展特质就要加override。

  • 特质中重写抽象方法需要加abstract和override关键字。
    trait Logger {
      def log(msg: String) // 抽象的方法
    }

    trait TimestampLogger extends Logger {
      abstract override def log(msg: String) {
        super.log(new java.util.Date() + " " + msg)
      }
    }

    trait ConsoleLogger extends Logger {
      override def log(msg: String) { println(msg) } // 这里说明abstract是可以省略的
    }

7. 当做富接口使用的特质

***个人理解：**这节无非是上面的基本应用，train中可以根据不同的应用场景来定义多个同一功能的方法。

  • 比如下面这段代码，每个日志消息都会区分消息的类型。
    trait Logger {
      def log(msg: String)
      def info(msg: String) { log("INFO: " + msg) }
      def warn(msg: String) { log("WARN: " + msg) }
      def severe(msg: String) { log("SEVERE: " + msg) }
    }

8. 特质中的具体字段

个人理解：这节主要目的是知道特质中可以有具体的字段，具体的意思就是经过初始化的字段。并且类在扩展特质后，具体字段不是被继承的，而是直接被加入到子类中。说白了就是在类中又拷贝了该字段的一个副本，类中可以直接使用。

9. 特质中的抽象字段

**个人理解：**具体字段可以直接使用，那么如果是抽象字段该怎么办？这节给出特质中如果有抽象字段，类中使用就必须要重新定义该字段，并且不需要使用override关键字，这在第二小节已经明确。

    trait Logger {
      val maxLength: Int // 抽象的字段
    }

    class TimestampLogger extends Logger {
      val maxLength: Int = 20 // 不需要写override
    }

10. 特质中的构造顺序

**个人理解：**和类一样，特质也有构造器，同样特质中也存在构造执行顺序的问题。记住特质的构造顺序对写程序是很有帮助的。

特质的构造器执行顺序：

  1. 首先调用超类构造器；
  2. 特质构造器在超类构造器之后、类构造器之前执行；
  3. 特质由左到右构造；
  4. 每个特质中，父特质先被构造；
  5. 如果过个特质共有一个父特质，而父特质已被构造，则不会再次被构造；
  6. 所有特质构造完毕，子类被构造。

11. 初始化特质中的字段

个人理解：首先知道特质是不能有构造参数，对某种定制的特质来说这就是一个问题，那么该如何解决？这小结给给出了两种解决方案：提前定义和懒值。

特质不能有构造参数，但都有一个无参的构造器，缺少构造器参数这是特质和类之间唯一的技术差别，特质可以具备类的所有特性。

提前定义的方法如下：

    trait Logger {
      def log(msg: String)
    }

    // 使用提前定义定义变量filename
    trait FileLogger extends Logger {
      val filename: String
      val out = new PrintWriter(filename) 
      def log(msg: String) { out.println(msg); out.flush() }
    }

    class Account {
      protected var balance = 0.0
    }

    abstract class SavingsAccount extends Account with Logger {
      def withdraw(amount: Double) {
        if (amount > balance) log("Insufficient funds")
        else balance -= amount
      }
    }

    object Main extends App {
      val acct = new {  // new之后就是提前定义块，在构造器执行前就定义好
        val filename = "myapp.log"
      } with SavingsAccount with FileLogger
      acct.withdraw(100) 

    }
  • 懒值方法，懒值字段会在第一次使用时才会被初始化。
    trait Logger {
      def log(msg: String)
    }

    // 使用懒值
    trait FileLogger2 extends Logger {
      val filename: String
      lazy val out = new PrintWriter(filename) 
      def log(msg: String) { out.println(msg); out.flush() }
    }

    class Account {
      protected var balance = 0.0
    }

    abstract class SavingsAccount extends Account with Logger {
      def withdraw(amount: Double) {
        if (amount > balance) log("Insufficient funds")
        else balance -= amount
      }
    }

    object Main extends App {
      val acct2 = new SavingsAccount with FileLogger2 {
        val filename = "myapp2.log"
      } 
      acct2.withdraw(100)   
    }

12. 扩展类的特质

个人理解：标题有点绕，其实意思就是某个特质扩展了类，这种情况scala会有哪些特殊的地方需要注意。

  • 特质是可以扩展特质的，其实特质也是可以扩展类，扩展后这个类自动成为该特质的超类。
    trait Logged {
      def log(msg: String) { }
    }

    trait LoggedException extends Exception with Logged {
      def log() { log(getMessage()) }
    }

这里LoggedException扩展了Exception类，并调用了从Exception超类继承下来的getMessage()方法。

13. 自身类型

**个人理解：**除上面可以扩展某个类的方法之外，scala还提供另外一种方式，不用扩展某个类，直接把某个类作为自身的一个类型，从而达到同样的目的。

  • 定义语法：this: 类型 =>，特质定义自身类型后，只能被混入指定类型的子类。比如：
    trait Logged {
      def log(msg: String) { }
    }

    trait LoggedException extends Logged {
      this: Exception => // 特质不是扩展Exception类，而是有一个自身类型Exception
        def log() { log(getMessage()) }
    }
  • 自身类型还可以用来处理结构类型，比如只指定一个方法，而不是类名。
    trait Logged {
      def log(msg: String) { }
    }

    trait LoggedException extends Logged {
      this: { def getMessage() : String } =>
        def log() { log(getMessage()) }
    }

【待续】

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