Scala基础（二）——面向对象（中）

一、面向对象编程

1、对象

1）object

• 相当于class的单个实例，通常在里面放一些静态的field或者method
• 第一次调用object的方法时，就会执行object的constructor，也就是object内部不在method中的代码；但是object不能定义接受参数的constructor
• 注意： object的constructor只会在其第一次被调用时执行一次，以后再次调用就不会再次执行constructor了
• object通常用于作为单例模式的实现，或者放class的静态成员，比如工具方法

package com.doit.scala.class11

object Person_11_1 {
  private var eyeNum = 2
  print("this Person object !")
  def getEyeNum = eyeNum
}

//测试类：
package com.doit.scala.class11

object TestClass11 {
  def main(args: Array[String]) = {
    println(Person_11_1.getEyeNum)
  }
}

2）伴生对象

• 如果有一个class，还有一个与class同名的object，那么就称这个object是class的伴生对象，class是object的伴生类
• 伴生类和伴生对象必须存放在一个.scala文件之中
• 伴生类和伴生对象，最大的特点就在于，互相可以访问private field

object Person_11_2 {
  private val eyeNum = 2
  def getEyeNum = eyeNum
}

class Person_11_2(val name: String, val age: Int){
  def sayHello = println("Hi," + name + ",I guess you are " + age + " years old !" + ",and usually you must have " + Person_11_2.eyeNum + " eyes.")
}

//测试类
object TestClass11 {
  def main(args: Array[String]) = {
    val p = new Person_11_2("wang", 23)
    p.sayHello
  }
}

3）让object继承抽象类

• object的功能其实和class类似，除了不能定义接受参数的constructor之外
• object也可以继承抽象类，并覆盖抽象类中的方法

abstract class Hello_11_3 (var message: String){
  def sayHello(name: String)
}

object Hellolmpl_11_3 extends Hello_11_3 ("hello"){
  override def sayHello(name: String): Unit = {
    println(message + "," + name)
  }
}

//测试类
object TestClass11 {
  def main(args: Array[String]) = {
    Hellolmpl_11_3.sayHello("xiaoming")
  }
}

4）apply方法

• object中非常重要的一个特殊方法，就是apply方法
• 通常在伴生对象中实现apply方法，并在其中实现构造伴生类的对象的功能
• 而创建伴生类的对象时，通常不会使用new Class的方式，而是使用Class()的方式，隐式地调用伴生对象得apply方法，这样会让对象创建更加简洁
• 比如，Array类的伴生对象的apply方法就实现了接收可变数量的参数，并创建一个Array对象的功能
  val a = Array(1, 2, 3, 4, 5)

//定义自己的伴生类和伴生对象
class Person_11_4 (val name: String){
  println("你就new把")
}

object Person_11_4{
  def apply(name: String) = {
    println("别new了！！！")
    new Person_11_4(name)
  }
}

//测试类
object TestClass11 {
  def main(args: Array[String]) = {
    val p = new Person_11_4("wang")
    val p1 = Person_11_4("zhang")
  }
}

5）main方法

• 就如同java中，如果要运行一个程序，必须编写一个包含main方法类一样；在scala中，如果要运行一个应用程序，那么必须有一个main方法，作为入口
• scala中的main方法定义为def main(args: Array[String])，而且必须定义在object中

在E盘创建一个HelloWorld.scala,内容如下，在windows上进入cmd，执行scalac HelloWorld.scala编译scala文件 ，产生一个HelloWorld.class,然后scala HelloWorld

object HelloWorld {
  def main(args: Array[String]) {
    println("Hello World!!!")
  }
}

//自动生成.class文件


除了自己实现main方法之外，还可以继承App Trait，然后将需要在main方法中运行的代码，直接作为object的constructor代码；而且用args可以接受传入的参数

object HelloWord_11_5 extends App{
  if(args.length > 0) println("hello," + args(0))
  else  println("Hello World!!!")
}

//再次运行，得到hello,1

如果要运行上述代码，需要将其放入.scala文件，然后先使用scalac编译，再用scala执行

scalac HelloWorld.scala
scala -Dscala.time HelloWorld

App Trait的工作原理： App Trait继承自DelayedInit Trait，scalac命令进行编译时，会把继承App Trait的object的constructor代码都放到DelayedInit Trait的delayedInit方法中执行

6） 用object来实现枚举功能

• Scala没有直接提供类似于Java中的Enum这样的枚举特性，如果要实现枚举，则需要用object继承Enumeration类，并且调用Value方法来初始化枚举值

object Season_11_7_1 extends Enumeration {
  val SPRING, SUMMER, AUTUMN, WINTER = Value
}

//测试类
object TestClass11 {
  def main(args: Array[String]) = {
    println(Season_11_7_1.withName("SPRING"))
  }
}

//还可以通过Value传入枚举值的id和name，通过id和toString可以获取; 还可以通过id和name来查找枚举值
object Season_11_7_2 extends Enumeration {
  val SPRING = Value(0, "spring")
  val SUMMER = Value(1, "summer")
  val AUTUMN = Value(2, "autumn")
  val WINTER = Value(3, "winter")
}

//测试类
object TestClass11 {
  def main(args: Array[String]) = {
    println(Season_11_7_1.withName("SPRING"))
    println(Season_11_7_2(0))
    //使用枚举object.values可以遍历枚举值
    for(ele <- Season_11_7_2.values) print (ele + " ")
  }
}

2、继承

1）extends

• Scala中，让子类继承父类，与Java一样，也是使用extends关键字
• 继承就代表，子类可以从父类继承父类的field和method；然后子类可以在自己内部放入父类所没有，子类特有的field和method；使用继承可以有效复用代码
• 子类可以覆盖父类的field和method；但是如果父类用final修饰，field和method用final修饰，则该类是无法被继承的，field和method是无法被覆盖的

//父类
package com.doit.scala.class12

class Person_11_1 {
  private  var name = "leo"
  def getName = name
}

//子类
package com.doit.scala.class12

class Student_12_1 extends Person_12_1 {
  private var score = "A"
  def getScore = score
}

//测试类
package com.doit.scala.class12

object TestClass12 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val s = new Student_12_1
    println(s.getName)
    println(s.getScore)
  }
}

2）override和super

• Scala中，如果子类要覆盖一个父类中的非抽象方法，则必须使用override关键字
• override关键字可以帮助我们尽早地发现代码里的错误，比如：override修饰的父类方法的方法名我们拼写错了；比如要覆盖的父类方法的参数我们写错了；等等
• 此外，在子类覆盖父类方法之后，如果我们在子类中就是要调用父类的被覆盖的方法呢？那就可以使用super关键字，显式地指定要调用父类的方法

package com.doit.scala.class12

//父类
class Person_12_2 {
  private var name = "leo"
  def getName = name
}

//子类
class Student_12_2 extends Person_12_2{
  private var score = "A"
  def getScore = score
  override def getName = "Hi,I'm student my name is " + super.getName
}

//测试类
package com.doit.scala.class12

object TestClass12 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val s = new Student_12_2
    println(s.getName)
    println(s.getScore)
  }
}

3）override field

• Scala中，子类可以覆盖父类的val field，而且子类的val field还可以覆盖父类的val field的getter方法；只要在子类中使用override关键字即可

class Person_12_3 {
  val name: String = "Person"
  def age: Int = 0
}

class Student_12_3 extends Person_12_3 {
  override val name: String = "leo"
  override def age: Int = 30
}

object TestClass12 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val s = new Student_12_3
    println(s.name)
    println(s.age)
  }
}

4） isInstanceOf和asInstanceOf

• 如果我们创建了子类的对象，但是又将其赋予了父类类型的变量。则在后续的程序中，我们又需要将父类类型的变量转换为子类类型的变量，应该如何做？
• 首先，需要使用isInstanceOf判断对象是否是指定类的对象，如果是的话，则可以使用asInstanceOf将对象转换为指定类型
• 注意： 如果对象是null，则isInstanceOf一定返回false，asInstanceOf一定返回null
• 注意： 如果没有用isInstanceOf先判断对象是否为指定类的实例，就直接用asInstanceOf转换，则可能会抛出异常

class Person_12_4 {
  val name = "Person"
}

class Student_12_4 extends Person_12_4 {
  val nameA = "wang"
}

//测试类
object TestClass12 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val p: Person_12_4 = new Student_12_4
    print(p.name)
    var s: Student_12_4 = null
    println(p.isInstanceOf[Student_12_4])
    s = p.asInstanceOf[Student_12_4]
    println(s.nameA)
  }
}

5）getClass和classOf

• isInstanceOf只能判断出对象是否是指定类以及其子类的对象，而不能精确判断出，对象就是指定类的对象
• 如果要求精确地判断对象就是指定类的对象，那么就只能使用getClass和classOf了
• 对象.getClass可以精确获取对象的类，classOf[类]可以精确获取类，然后使用==操作符即可判断

class Person_12_5 {
}

class Student_12_5 extends Person_12_5{
  
}

//测试类
object TestClass12 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val p: Person_12_5 = new Student_12_5
    p.isInstanceOf[Person_12_5]
    println(p.getClass == classOf[Person_12_5])
    println(p.getClass == classOf[Student_12_5])
  }
}

6）使用模式匹配进行类型判断

• 在实际开发中，比如spark的源码中，大量的地方都是使用了模式匹配的方式来进行类型的判断，这种方式更加地简洁明了，而且代码得可维护性和可扩展性也非常的高
• 使用模式匹配，功能性上来说，与isInstanceOf一样，也是判断主要是该类以及该类的子类的对象即可，不是精准判断的

class Person_12_6 {}

class Student_12_6 {}

object TestClass12 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val p = new Person_12_6
    p match {
      case per: Person_12_6 => println("is a person_12_6")
      case per1: Person_12_5 => println("is a person_12_5")
      case _ => println("unknown type")
    }
  }
}

7）protected

• 跟java一样，scala中同样可以使用protected关键字来修饰field和method，这样在子类中就不需要super关键字，直接就可以访问field和method
• 还可以使用protected[this]，则只能在当前子类对象中访问父类的field和method，无法通过其他子类对象访问父类的field和method

class Person_12_7 {
  protected var name: String = "leo"
  protected[this] var hobby: String = "game"
}

class Student_12_7 extends Person_12_7{
  def sayHello = println("Hello," + name)
  def makeFriends(s: Student_12_7): Unit ={
    println("my hobby is %s, your hobby is %s".format(hobby, s.hobby))
  }
}

8）调用父类的constructor

• Scala中，每个类可以有一个主constructor和任意多个辅助constructor，而每个辅助constructor的第一行都必须是调用其他辅助constructor或者是主constructor；因此子类的辅助constructor是一定不可能直接调用父类的constructor的
• 只能在子类的主constructor中调用父类的constructor，以下这种语法，就是通过子类的主构造函数来调用父类的构造函数
• 注意！ 如果是父类中接收的参数，比如name和age，子类中接收时，就不要用任何val或var来修饰了，否则会认为是子类要覆盖父类的field

class Person_12_8 (val name: String, val age: Int){}

class Student_12_8(name: String,age: Int, var score: Double) extends Person_12_8(name, age){
  def this(name: String){
    this(name,0,0)
  }
  def this(age: Int){
    this("leo", age, 0)
  }
  def this(age:Int,score:Double){
    this("a",age,score)
  }
}

//测试类
object TestClass12 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val s1 = new Student_12_8("wang", 30, 2.3)
    val s2 = new Student_12_8("liu")
    val s3 = new Student_12_8(24)
    val s4 = new Student_12_8(33,4.5)
  }
}

9）匿名内部类

• 在Scala中，匿名子类是非常常见，而且非常强大的。
• 匿名子类，也就是说，可以定义一个类的没有名称的子类，并直接创建其对象，然后将对象的引用赋予一个变量。之后甚至可以将该匿名子类的对象传递给其他函数。

class Person_12_9 (protected var name: String){
  def sayHello = "Hello,I'm " + name
}

object TestClass12 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val p1 = new Person_12_9("leo"){
      override def sayHello: String = "Hi " + name
    }
    val p2 = new Person_12_9("leo"){
      override def sayHello: String = "h " + name
    }
    def greeting(p: Person_12_9{def sayHello: String}): Unit ={
      println(p.sayHello)
    }
    greeting(p1)
    greeting(p2)
  }
}

10）抽象类

• 如果在父类中，有某些方法无法立即实现，而需要依赖不同的子来来覆盖，重写实现自己不同的方法实现。此时可以将父类中的这些方法不给出具体的实现，只有方法签名，这种方法就是抽象方法。
• 而一个类中如果有一个抽象方法(可以有具体的方法)，那么类就必须用abstract来声明为抽象类，此时抽象类是不可以实例化的
  抽象类不一定有抽象方法，有抽象方法的类一定第抽象类
• 在子类中覆盖抽象类的抽象方法时，不需要使用override关键字

abstract class Person_12_10 (val name: String){
  def sayHello: Unit
  def sayHi(): Unit = {
    println("Hi," + name)
  }
}


class Student_12_10(name: String) extends Person_12_10(name){
  def sayHello: Unit = {
    println("Hello," + name)
  }
}


object TestClass12 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val s : Person_12_10 = new Student_12_10("wang")
    val s1 = new Student_12_10("wang")
    s1.sayHello
    s.sayHello
    s.sayHi()
    s1.sayHi()
  }
}

11）抽象field

• 如果在父类中，定义了field，但是没有给出初始值，则此field为抽象field
• 抽象field意味着，scala会根据自己的规则，为var或val类型的field生成对应的getter和setter方法，但是父类中是没有该field的
• 子类必须覆盖field，以定义自己的具体field，并且覆盖抽象field，不需要使用override关键字