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  • 大数据基础---Scala类和对象

    一、初识类和对象

    Scala 的类与 Java 的类具有非常多的相似性,示例如下:

    // 1. 在 scala 中,类不需要用 public 声明,所有的类都具有公共的可见性
    class Person {
    
      // 2. 声明私有变量,用 var 修饰的变量默认拥有 getter/setter 属性
      private var age = 0
    
      // 3.如果声明的变量不需要进行初始赋值,此时 Scala 就无法进行类型推断,所以需要显式指明类型
      private var name: String = _
    
    
      // 4. 定义方法,应指明传参类型。返回值类型不是必须的,Scala 可以自动推断出来,但是为了方便调用者,建议指明
      def growUp(step: Int): Unit = {
        age += step
      }
    
      // 5.对于改值器方法 (即改变对象状态的方法),即使不需要传入参数,也建议在声明中包含 ()
      def growUpFix(): Unit = {
        age += 10
      }
    
      // 6.对于取值器方法 (即不会改变对象状态的方法),不必在声明中包含 ()
      def currentAge: Int = {
        age
      }
    
      /**
       * 7.不建议使用 return 关键字,默认方法中最后一行代码的计算结果为返回值
       *   如果方法很简短,甚至可以写在同一行中
       */
      def getName: String = name
    
    }
    
    
    // 伴生对象
    object Person {
    
      def main(args: Array[String]): Unit = {
        // 8.创建类的实例
        val counter = new Person()
        // 9.用 var 修饰的变量默认拥有 getter/setter 属性,可以直接对其进行赋值
        counter.age = 12
        counter.growUp(8)
        counter.growUpFix()
        // 10.用 var 修饰的变量默认拥有 getter/setter 属性,可以直接对其进行取值,输出: 30
        println(counter.age)
        // 输出: 30
        println(counter.currentAge)
        // 输出: null
        println(counter.getName)
      }
    
    }
    

    二、类

    2.1 成员变量可见性

    Scala 中成员变量的可见性默认都是 public,如果想要保证其不被外部干扰,可以声明为 private,并通过 getter 和 setter 方法进行访问。

    2.2 getter和setter属性

    getter 和 setter 属性与声明变量时使用的关键字有关:

    • 使用 var 关键字:变量同时拥有 getter 和 setter 属性;
    • 使用 val 关键字:变量只拥有 getter 属性;
    • 使用 private[this]:变量既没有 getter 属性、也没有 setter 属性,只能通过内部的方法访问;

    需要特别说明的是:假设变量名为 age,则其对应的 get 和 set 的方法名分别叫做 ageage_=

    class Person {
    
      private val name = "heibaiying"
      private var age = 12
      private[this] var birthday = "2019-08-08"
      // birthday 只能被内部方法所访问
      def getBirthday: String = birthday
    }
    
    object Person {
      def main(args: Array[String]): Unit = {
        val person = new Person
        person.age = 30
        println(person.name)
        println(person.age)
        println(person.getBirthday)
      }
    }
    

    解释说明:

    示例代码中 person.age=30 在执行时内部实际是调用了方法 person.age_=(30) ,而 person.age 内部执行时实际是调用了 person.age() 方法。想要证明这一点,可以对代码进行反编译。同时为了说明成员变量可见性的问题,我们对下面这段代码进行反编译:

    class Person {
    var name = ""
    private var age = ""
    }
    

    依次执行下面编译命令:

    > scalac Person.scala
    > javap -private Person
    

    编译结果如下,从编译结果可以看到实际的 get 和 set 的方法名 (因为 JVM 不允许在方法名中出现=,所以它被翻译成$eq),同时也验证了成员变量默认的可见性为 public。

    Compiled from "Person.scala"
    public class Person {
    private java.lang.String name;
    private java.lang.String age;
     
    public java.lang.String name();
    public void name_$eq(java.lang.String);
     
    private java.lang.String age();
    private void age_$eq(java.lang.String);
     
    public Person();
    }
    

    2.3 @BeanProperty

    在上面的例子中可以看到我们是使用 . 来对成员变量进行访问的,如果想要额外生成和 Java 中一样的 getXXX 和 setXXX 方法,则需要使用@BeanProperty 进行注解。

    class Person {
      @BeanProperty var name = ""
    }
    
    object Person {
      def main(args: Array[String]): Unit = {
        val person = new Person
        person.setName("heibaiying")
        println(person.getName)
      }
    }
    

    2.4 主构造器

    和 Java 不同的是,Scala 类的主构造器直接写在类名后面,但注意以下两点:

    • 主构造器传入的参数默认就是 val 类型的,即不可变,你没有办法在内部改变传参;
    • 写在主构造器中的代码块会在类初始化的时候被执行,功能类似于 Java 的静态代码块 static{}
    class Person(val name: String, val age: Int) {
    
      println("功能类似于 Java 的静态代码块 static{}")
    
      def getDetail: String = {
        //name="heibai" 无法通过编译
        name + ":" + age
      }
    }
    
    object Person {
      def main(args: Array[String]): Unit = {
        val person = new Person("heibaiying", 20)
        println(person.getDetail)
      }
    }
    
    输出:
    功能类似于 Java 的静态代码块 static{}
    heibaiying:20
    

    2.5 辅助构造器

    辅助构造器有两点硬性要求:

    • 辅助构造器的名称必须为 this;
    • 每个辅助构造器必须以主构造器或其他的辅助构造器的调用开始。
    class Person(val name: String, val age: Int) {
    
      private var birthday = ""
    
      // 1.辅助构造器的名称必须为 this
      def this(name: String, age: Int, birthday: String) {
        // 2.每个辅助构造器必须以主构造器或其他的辅助构造器的调用开始
        this(name, age)
        this.birthday = birthday
      }
    
      // 3.重写 toString 方法
      override def toString: String = name + ":" + age + ":" + birthday
    }
    
    object Person {
      def main(args: Array[String]): Unit = {
        println(new Person("heibaiying", 20, "2019-02-21"))
      }
    }
    

    2.6 方法传参不可变

    在 Scala 中,方法传参默认是 val 类型,即不可变,这意味着你在方法体内部不能改变传入的参数。这和 Scala 的设计理念有关,Scala 遵循函数式编程理念,强调方法不应该有副作用。

    class Person() {
    
      def low(word: String): String = {
        word="word" // 编译无法通过
        word.toLowerCase
      }
    }
    

    三、对象

    Scala 中的 object(对象) 主要有以下几个作用:

    • 因为 object 中的变量和方法都是静态的,所以可以用于存放工具类;
    • 可以作为单例对象的容器;
    • 可以作为类的伴生对象;
    • 可以拓展类或特质;
    • 可以拓展 Enumeration 来实现枚举。

    3.1 工具类&单例&全局静态常量&拓展特质

    这里我们创建一个对象 Utils,代码如下:

    object Utils {
    
      /*
       *1. 相当于 Java 中的静态代码块 static,会在对象初始化时候被执行
       *   这种方式实现的单例模式是饿汉式单例,即无论你的单例对象是否被用到,
       *   都在一开始被初始化完成
       */
      val person = new Person
      
      // 2. 全局固定常量 等价于 Java 的 public static final 
      val CONSTANT = "固定常量"
    
      // 3. 全局静态方法
      def low(word: String): String = {
        word.toLowerCase
      }
    }
    

    其中 Person 类代码如下:

    class Person() {
      println("Person 默认构造器被调用")
    }
    

    新建测试类:

    // 1.ScalaApp 对象扩展自 trait App
    object ScalaApp extends App {
    
      // 2.验证单例
      println(Utils.person == Utils.person)
    
      // 3.获取全局常量
      println(Utils.CONSTANT)
    
      // 4.调用工具类
      println(Utils.low("ABCDEFG"))
      
    }
    
    // 输出如下:
    Person 默认构造器被调用
    true
    固定常量
    abcdefg
    

    3.2 伴生对象

    在 Java 中,你通常会用到既有实例方法又有静态方法的类,在 Scala 中,可以通过类和与类同名的伴生对象来实现。类和伴生对象必须存在与同一个文件中。

    class Person() {
    
      private val name = "HEIBAIYING"
    
      def getName: String = {
        // 调用伴生对象的方法和属性
        Person.toLow(Person.PREFIX + name)
      }
    }
    
    // 伴生对象
    object Person {
    
      val PREFIX = "prefix-"
    
      def toLow(word: String): String = {
        word.toLowerCase
      }
    
      def main(args: Array[String]): Unit = {
        val person = new Person
        // 输出 prefix-heibaiying  
        println(person.getName)
      }
    
    }
    

    3.3 实现枚举类

    Scala 中没有直接提供枚举类,需要通过扩展 Enumeration,并调用其中的 Value 方法对所有枚举值进行初始化来实现。

    object Color extends Enumeration {
    
      // 1.类型别名,建议声明,在 import 时有用
      type Color = Value
    
      // 2.调用 Value 方法
      val GREEN = Value
      // 3.只传入 id
      val RED = Value(3)
      // 4.只传入值
      val BULE = Value("blue")
      // 5.传入 id 和值
      val YELLOW = Value(5, "yellow")
      // 6. 不传入 id 时,id 为上一个声明变量的 id+1,值默认和变量名相同
      val PINK = Value
     
    }
    

    使用枚举类:

    // 1.使用类型别名导入枚举类
    import com.heibaiying.Color.Color
    
    object ScalaApp extends App {
    
      // 2.使用枚举类型,这种情况下需要导入枚举类
      def printColor(color: Color): Unit = {
        println(color.toString)
      }
    
      // 3.判断传入值和枚举值是否相等
      println(Color.YELLOW.toString == "yellow")
      // 4.遍历枚举类和值
      for (c <- Color.values) println(c.id + ":" + c.toString)
    }
    
    //输出
    true
    0:GREEN
    3:RED
    4:blue
    5:yellow
    6:PINK
    

    参考资料

    1. Martin Odersky . Scala 编程 (第 3 版)[M] . 电子工业出版社 . 2018-1-1
    2. 凯.S.霍斯特曼 . 快学 Scala(第 2 版)[M] . 电子工业出版社 . 2017-7

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