11、深入理解 Scala 中的 Rational 类

深入理解 Scala 中的 Rational 类

1. 引言

在编程中，有理数的处理是一个常见的需求。Scala 提供了强大的功能来设计和实现有理数类，使得有理数的操作更加自然和高效。本文将详细介绍如何在 Scala 中设计和实现一个不可变的 Rational 类，包括类的构造、方法的重写、条件检查、字段添加、自引用、辅助构造器、私有字段和方法以及运算符的定义等方面。

2. 有理数的基本概念

在数学中，有理数是可以表示为两个整数之比的数，即分子和分母的形式。例如，1/2、2/3 等都是有理数。有理数的运算遵循一定的规则，如加法、乘法等。在 Scala 中，我们将设计一个 Rational 类来表示有理数，并实现相应的运算方法。

3. 构造 Rational 类

要设计 Rational 类，首先要考虑客户端程序员如何创建一个新的 Rational 对象。由于我们决定让 Rational 对象是不可变的，因此要求客户端在构造实例时提供实例所需的所有数据，即分子和分母。

以下是 Rational 类的基本定义：

class Rational(n: Int, d: Int)

这里， n 和 d 是类参数，Scala 编译器会将这两个类参数收集起来，创建一个接受相同两个参数的主构造器。如果类没有主体，可以不指定空的花括号。

4. 不可变对象的优缺点

不可变对象相对于可变对象有几个优点，但也有一个潜在的缺