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Scala面向对象3

2023-09-16 38
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简介： Scala面向对象3

4 特质(trait)

  • 特质是scala中代码复用的基础单元
  • 它可以将方法和字段定义封装起来，然后添加到类中
  • 与类继承不一样的是，类继承要求每个类都只能继承一个超类，而一个类可以添加任意数量的特质。
  • 特质的定义和抽象类的定义很像，但它是使用trait关键字

接下来，我们就来学习trait的几种用法。

7.1 作为接口使用

  • 使用extends来继承trait（scala不论是类还是特质，都是使用extends关键字）
  • 如果要继承多个trait，则使用with关键字

案例1：继承单个trait

实现步骤：

  1. 创建一个Logger特质，添加一个接受一个String类型参数的log抽象方法
  1. 创建一个ConsoleLogger类，继承Logger特质，实现log方法，打印消息
  2. 添加main方法，创建ConsoleLogger对象，调用log方法

示例代码：

trait Logger {
  // 抽象方法
  def log(msg:String)
}
class ConsoleLogger extends Logger {
  override def log(msg: String): Unit = println(msg)
}
object LoggerTrait {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val logger = new ConsoleLogger
    logger.log("控制台日志: 这是一条Log")
  }
}

案例2：继承多个trait

实现步骤：

  1. 在上一个案例的基础上，创建一个MessageSender特质，添加接受一个String类型参数的send方法
  1. 再让ConsoleLogger实现一个MessageSender特质，并实现它的send方法，打印"发送消息…"
  2. 在main中调用，send方法

示例代码：

trait Logger {
  // 抽象方法
  def log(msg:String)
}
trait MessageSender {
  def send(msg:String)
}
class ConsoleLogger extends Logger with MessageSender {
  override def log(msg: String): Unit = println(msg)
  override def send(msg: String): Unit = println(s"发送消息:${msg}")
}
object LoggerTrait {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val logger = new ConsoleLogger
    logger.log("控制台日志: 这是一条Log")
    logger.send("你好!")
  }
}

案例3：object继承trait

实现步骤：

  1. 创建一个LoggerForObject特质，添加一个接受一个String类型参数的log抽象方法
  2. 创建一个ConsoleLogger的object，实现LoggerForObject特质，实现log方法，打印消息
  3. 编写main方法，调用ConsoleLogger的log方法
trait LoggerForObject {
  // 抽象方法
  def log(msg:String)
}
// object也可以继承trait
object ConsoleLogger extends LoggerForObject {
  override def log(msg: String): Unit = println(s"控制台信息 $msg")
}
object ObjectTrait {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    ConsoleLogger.log("程序退出")
  }
}
  1. 在trait中可以定义抽象方法，不写方法体就是抽象方法
  2. 和继承类一样，使用extends来继承trait
  3. 继承多个trait，使用with关键字
  4. 单例对象也可以继承trait

4.2 定义具体的方法

和类一样，trait中还可以定义具体的方法。·

案例：在trait中定义具体方法

实现步骤：

  1. 定义一个LoggerDetail特质
  • 添加接受一个String类型的log方法，并打印参数
  1. 定义一个UserService类，实现LoggerDetail特质
  • 添加add方法，调用log方法打印"添加用户"
  1. 添加main方法
  • 创建UserService对象实例
  • 调用add方法

示例代码：

trait LoggerDetail {
  // 在trait中定义具体方法
  def log(msg:String) = println(msg)
}
class UserService extends LoggerDetail {
  def add() = log("添加用户")
}
object MethodInTrait {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val userService = new UserService
    userService.add()
  }
}

4.3 定义具体方法和抽象方法

  • 在trait中，可以混合使用具体方法和抽象方法
  • 使用具体方法依赖于抽象方法，而抽象方法可以放到继承trait的子类中实现，这种设计方式也称为模板模式

案例：实现一个模板模式

实现步骤：

  1. 添加一个LoggerFix特质
  • 添加一个log抽象方法，接收String参数
  • 添加一个info具体方法，接收String参数，调用log方法，参数添加"INFO:"
  • 添加一个warn具体方法，接收String参数，调用log方法，参数添加"WARN:"
  • 添加一个error具体方法，接收String参数，调用log方法，参数添加"ERROR:"
  1. 创建ConsoleLoggerFix类
  • 实现LoggerFix特质
  • 实现log方法，打印参数
  1. 添加main方法
  • 创建ConsoleLoggerFix类对象
  • 调用info方法
  • 调用warn方法
  • 调用error方法

示例代码：

trait Logger08 {
  // 抽象方法
  def log(msg:String)
  // 具体方法（该方法依赖于抽象方法log
  def info(msg:String) = log("INFO:" + msg)
  def warn(msg:String) = log("WARN:" + msg)
  def error(msg:String) = log("ERROR:" + msg)
}
class ConsoleLogger08 extends Logger08 {
  override def log(msg: String): Unit = println(msg)
}
object Trait08 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val logger08 = new ConsoleLogger08
    logger08.info("这是一条普通信息")
    logger08.warn("这是一条警告信息")
    logger08.error("这是一条错误信息")
  }
}

4.4 定义具体的字段和抽象的字段

  • 在trait中可以定义具体字段和抽象字段
  • 继承trait的子类自动拥有trait中定义的字段
  • 字段直接被添加到子类中

案例：在trait中定义具体的字段和抽象的字段

实现步骤：

  1. 创建LoggerEx特质
  • 定义一个sdf具体字段，类型为SimpleDateFormat，用来格式化日志（显示到时间）
  • 创建一个INFO具体字段，类型为String，初始化为：“信息:当前日期”
  • 创建一个TYPE抽象字段，类型为String
  • 创建一个log抽象方法，参数为String类型
  1. 创建ConsoleLoggerEx类
  • 实现LoggerEx特质
  • 实现TYPE抽象字段，初始化为"控制台"
  • 实现log抽象方法，分别打印TYPE字段，INFO字段和参数
  1. 添加main方法
  • 创建ConsoleLoggerEx类对象
  • 调用log方法

示例代码：

trait LoggerEx {
  // 具体字段
  val sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm")
  val INFO = "信息:" + sdf.format(new Date)
  // 抽象字段
  val TYPE:String
  // 抽象方法
  def log(msg:String)
}
class ConsoleLoggerEx extends LoggerEx {
  // 实现抽象字段
  override val TYPE: String = "控制台"
  // 实现抽象方法
  override def log(msg:String): Unit = print(s"$TYPE$INFO $msg")
}
object FieldInTrait {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val logger = new ConsoleLoggerEx
    logger.log("这是一条消息")
  }
}

4.5 实例对象混入trait

  • trait还可以混入到实例对象中，给对象实例添加额外的行为
  • 只有混入了trait的对象才具有trait中的方法，其他的类对象不具有trait中的行为
  • 使用with将trait混入到实例对象中

案例：将一个特质混入到一个对象中

实现步骤：

  1. 创建一个LoggerMix混入
  • 添加一个log方法，参数为String类型
  • 打印参数
  1. 创建一个UserService类
  2. 添加main方法
  • 创建UserService对象，还如LoggerMix特质
  • 调用log方法

示例代码：

trait LoggerMix {
  def log(msg:String) = println(msg)
}
class UserService
object FixedInClass {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 使用with关键字直接将特质混入到对象中
    val userService = new UserService with LoggerMix
    userService.log("你好")
  }
}

4.6 trait调用链

责任链模式

需求：

类继承了多个trait后，可以依次调用多个trait中的同一个方法，只要让多个trait中的同一个方法在最后都依次执行super关键字即可。类中调用多个tait中都有这个方法时，首先会从最右边的trait方法开始执行，然后依次往左执行，形成一个调用链条。

案例：实现一个模拟支付过程的调用链

实现步骤：

  1. 定义一个HandlerTrait特质
  • 定义一个具体的handler方法，接收String参数，打印"处理数据…"
  1. 定义一个DataValidHandlerTrait，继承HandlerTrait特质
  • 重写handler方法
  • 打印"验证数据"
  • 调用父特质的handler方法
  1. 定义一个SignatureValidHandlerTrait，继承HandlerTrait特质
  • 重写Handler方法
  • 打印"检查签名"
  • 调用父特质的handler方法
  1. 创建一个PaymentService类
  • 继承DataValidHandlerTrait
  • 继承SignatureValidHandlerTrait
  • 定义pay方法
  • 打印"准备支付"
  • 调用父特质的handler方法
  1. 添加main方法
  • 创建PaymentService对象实例
  • 调用pay方法

示例：

// 支付数据处理
trait HandlerTrait {
  def handle(data: String) = {
    println("处理数据...")
  }
}
// 数据校验处理
trait DataValidHandlerTrait extends HandlerTrait {
  override def handle(data: String) = {
    println("验证数据...")
    super.handle(data)
  }
}
// 签名校验处理
trait SignatureValidHandlerTrait extends HandlerTrait {
  override def handle(data: String) = {
    println("检查签名...")
    super.handle(data)
  }
}
// 支付服务
class PaymentService extends DataValidHandlerTrait with SignatureValidHandlerTrait {
  def pay(data:String) = {
    println("准备支付...")
    this.handle(data)
  }
}
object PaymentService {
  def main(args: Array[String]) {
    val payService = new PaymentService()
    payService.pay("signature:10233123||md5:123889a3d5s1f6123||data:{order:001,money:200}")
  }
}
// 程序运行输出如下：
// 准备支付...
// 检查签名...
// 验证数据...
// 处理数据...

4.7 trait的构造机制

  • trait也有构造代码，但和类不一样，特质不能有构造器参数
  • 每个特质只有**一个无参数**的构造器。

一个类继承另一个类、以及多个trait，当创建该类的实例时，它的构造顺序如下：

  1. 执行父类的构造器
  2. 从左到右依次执行trait的构造器
  1. 如果trait有父trait，先构造父trait，如果多个trait有同样的父trait，则只初始化一次
  2. 执行子类构造器

案例：演示trait的构造顺序

实现步骤：

  1. 创建一个Person_One特质，在构造器中打印"执行Person构造器!"
  2. 创建一个Logger_One特质，在构造器中打印"执行Logger构造器!"
  3. 创建一个MyLogger_One特质，继承自Logger_One特质，，在构造器中打印"执行MyLogger构造器!"
  4. 创建一个TimeLogger_One特质，继承自Logger_One特质，在构造器中打印"执行TimeLogger构造器!"
  1. 创建一个Student_One类，继承自Person_One、MyLogger_One、TimeLogger_One特质，在构造器中打印"执行Student构造器!"
  2. 添加main方法，实例化Student_One类，观察输出。

示例代码：

class Person_One {
  println("执行Person构造器!")
}
trait Logger_One {
  println("执行Logger构造器!")
}
trait MyLogger_One extends Logger_One {
  println("执行MyLogger构造器!")
}
trait TimeLogger_One extends Logger_One {
  println("执行TimeLogger构造器!")
}
class Student_One extends Person_One with MyLogger_One with TimeLogger_One {
  println("执行Student构造器!")
  }
object exe_one {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val student = new Student_One
  }
}
// 程序运行输出如下：
// 执行Person构造器!
// 执行Logger构造器!
// 执行MyLogger构造器!
// 执行TimeLogger构造器!
// 执行Student构造器!

4.8 trait继承class

  • trait也可以继承class
  • 这个class就会成为所有该trait子类的超级父类。

案例：定义一个特质，继承自一个class

实现步骤：

  1. 创建一个MyUtils类
  • 定义printMsg方法，接收String参数，并打印参数
  1. 创建一个Logger_Two特质
  • 继承自MyUtils
  • 定义log方法，接收String参数，并打印一个前缀和参数
  1. 创建一个Person_Three类
  • 实现String类型name字段的主构造器
  • 继承Logger_Two特质
  • 实现sayHello方法
  • 调用log，传入"Hi， I‘m "加上name字段
  • 调用printMsg，传入"Hello, I’m "加上name字段
  1. 添加main方法
  • 创建一个Person_Three对象
  • 调用sayHello方法

示例：

class MyUtil {
  def printMsg(msg: String) = println(msg)
}
trait Logger_Two extends MyUtil {
  def log(msg: String) = this.printMsg("log: " + msg)
}
class Person_Three(val name: String) extends Logger_Two {
    def sayHello {
        this.log("Hi, I'm " + this.name)
        this.printMsg("Hello, I'm " + this.name)
  }
}
object Person_Three{
  def main(args: Array[String]) {
      val p=new Person_Three("Tom")
      p.sayHello
    //执行结果：
//      log: Hi, I'm Tom
//      Hello, I'm Tom
  }
}


文章标签：
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Scala
关键词：
Scala面向对象
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