Scala面向对象编程与类型系统

Scala支持面向对象编程， 其面向对象特性与Java有共同之处并添加了很多新的特性。

类定义

scala使用class关键字定义类:

class MyComplex(real0:Double, image0:Double) {
	var real:Double = real0;
	var image:Double = image0;
	private val eps:Double = 0.001;

	def show() {
		println("%f+%fi".format(this.real, this.image));
	}
}

scala> var c = new MyComplex(1,1);
c: MyComplex = MyComplex@49c17ba4

scala> c.show()
1.000000+1.000000i

定义的语法与Java类似，同样采用this关键字访问实例自身。并且采用和Java类似的三种访问修饰符:

• private： 仅类自身的方法可以访问

• protected: 仅类自身和派生类的方法可以访问

• public: 所有方法都可以访问， 默认访问权限

scala类定义语法与Java最大的不同在于，类声明中含有参数声明。scala的整个类声明体即为一个函数体，我们称其为类的主构造函数。

在类实例化时类声明中所有代码都将被执行，属性和方法的声明语句将定义相应的类成员。也因为如此， 所有属性声明时必须给出默认值.

给出MyComplex类声明的Java版本， 可以让我们直观的认识主构造函数：

class MyComplex {

	public Double real;

	public Double image;

	public MyComplex(Double real0, Double image0) {
		this.real = real0;
		this.image = image0;
	}  

	public void show() {
		println("%f+%fi".format(this.real, this.image));
	}
}

辅助构造函数

scala支持重载方法， 重载构造函数需要使用this关键字重载， 它们被称为辅助构造函数:

class MyComplex(real0:Double, image0:Double) {
	var real:Double = real0;
	var image:Double = image0;
	val eps:Double = 0.001;
	
	def this(real0:Int, image0:Int) {
		this(real0.toDouble, image0.toDouble);
	}

	def show() {
		println("%f+%fi".format(this.real, this.image));
	}
}

调用辅助构造函数时，必须先调用主构造函数或其它已经定义好的构造函数

object

class关键字定义的类可以多次初始化， 而object关键字定义的是一个单例类，声明完成后即可访问，不需要再进行实例化：

object Config {
	var username:String = "";
	var password:String = "";
	var mode:Int = 0;

	def show() {
		println("username:" + this.username);
		println("password" + this.password);
		println("mode" + this.mode); 
	}
}

scala> Config.username
res: String = ""

scala> Config.show()
username:
password
mode0

伴生对象

在面向对象的设计模式中静态属性和方法被认为是一种不好的实践， 应该采用单例模式代替.

伴生对象与类同名， 类对象和伴生对象可以互相访问对方的private成员, 编译后出现在同一个.class文件中.

class User {
  var username:String = "";
  var password:String = "";
  var mode:Int = 0;
  
  User.add();
  println(User.count);
}

object User {
	private var count:Int = 0;
	
	private def add() {
      this.count += 1;
	}

	def main(args: Array[String]) {
		var u = new User();
		println(this.count);
	}
}

编译执行:

$ scalac companion.scala
cat: /release: No such file or directory

$ ls
User$.class       User.class        companion.scala

$ scala User
cat: /release: No such file or directory
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继承

scala同样采用extends关键字进行继承：

class MyComplex(real0:Double, image0:Double) {
	var real:Double = real0;
	var image:Double = image0;
	val eps:Double = 0.001;

	def this(real0:Int, image0:Int) {
		this(real0.toDouble, image0.toDouble);
	}

	def show() {
		println("%f+%fi".format(this.real, this.image));
	}
}

class MyComplex2(real0:Double, image0:Double) 
	extends MyComplex(real0, image0) {

	override val eps:Double = 0.001;

	override def show() {
		if (this.real != 0) {
			println("%f+%fi".format(this.real, this.image));			
		}
		else {
			println("%fi".format(this.image));	
		}
	}
}

在继承声明中需要向基类构造函数传递实参.

覆盖基类的非抽象属性和非抽象方法时必须使用override关键字.

抽象类

使用abstract关键字可以定义抽象类：

abstract class AbstractComplex {
	var real:Double;
	var image:Double;
	val eps:Double = 0.001;

	def show;
}

抽象类允许不初始化属性或不实现方法，派生类在重写抽象属性和方法时不需要override关键字:

class MyComplex(real0:Double, image0:Double) extends AbstractComplex {
	var real:Double = real0;
	var image:Double = image0;

	def show() {
		println("%f+%fi".format(this.real, this.image));
	}
}

继承了抽象类的类必须实现所有属性和方法, 否则需要使用abstract关键字声明派生类仍然是抽象类:

abstract class MyComplex(real0:Double, image0:Double) extends AbstractComplex {
	var real:Double = real0;
	var image:Double = image0;

}

trait

trait类似于Java中的interface, 用于定义类的接口. 与Java类似， scala只允许继承一个实体或抽象类但允许实现多个trait.

不同的是trait可以定义属性和方法， 并根据已有属性和方法生成新的属性和方法.

trait ComplexTrait {
	def equalWith(x:ComplexTrait): Boolean;
	def notEqualWith()(x:ComplexTrait): Boolean = !equalWith(x);
}

scala使用extends关键字来继承trait, 若已经使用了extends则需使用with关键字对trait进行多继承:

// class MyComplex(real0:Double, image0:Double) 
//     extends ComplexTrait {...}
class MyComplex(real0:Double, image0:Double) 
	extends AbstractComplex with ComplexTrait {
	var real:Double = real0;
	var image:Double = image0;

	def equalWith(x:ComplexTrait):Boolean = {
		if (this.real == x.real && this.image == x.image) {
			return true;
		}
		else {
			return false;
		}
	}

	def show() {
		println("%f+%fi".format(this.real, this.image));
	}
}

继承trait的类必须实现trait所有未实现的属性和方法.