Scala入门到精通——第十节 Scala类层次结构、Traits初步

本节主要内容

1. Scala类层次结构总览
2. Scala中原生类型的实现方式解析
3. Nothing、Null类型解析
4. Traits简介
5. Traits几种不同使用方式

1 Scala类层次结构

Scala中的类层次结构图如下：

来源:Programming in Scala

从上面的类层次结构图中可以看到，处于继承层次最顶层的是Any类，它是scala继承的根类，scala中所有的类都是它的子类
Any类中定义了下面几个方法:

//==与!=被声明为final，它们不能被子类重写
final def ==(that: Any): Boolean
final def !=(that: Any): Boolean
def equals(that: Any): Boolean
def hashCode: Int
def toString: String

从上面的代码看可以看到，Any类中共包括了五个方法，其中==与!=被声明为final类型的，因此它们不能被子类重写，事实上==的真正实现是通过equals方法来实现的，而!=是通过!equals来实现的，因此如果想改变==与!=方法的行为的话，可以直接对equals进行重写。

根类Any有两个子类，它们分别是AnyVal和AnyRef，其中AnyVal是所有scala内置的值类型（ Byte, Short, Char, Int, Long, Float, Double, Boolean, Unit.）的父类，其中 Byte, Short, Char, Int, Long, Float, Double, Boolean与java中的byte,short,char,int,long,float,double,boolean原生类型对应，而Unit对应java中的void类型，由于（ Byte, Short, Char, Int, Long, Float, Double, Boolean, Unit）继承AnyVal，而AnyVal又继承Any，因此它们也可以调用toString等方法。

scala> 2.0.hashCode
res5: Int = 1073741824

scala> 2.0 toString
res6: String = 2.0

值得一提的是，()可以作为Unit类型的实例，它同样可以调用toString等方法

scala> ().hashCode
res7: Int = 0

scala> ().toString
res8: String = ()

scala> ()==()
<console>:8: warning: comparing values of types Unit and Unit using `==' will al
ways yield true
              ()==()
                ^
res9: Boolean = true

AnyRef是Any的另外一个子类，它是scala中所有非值类型的父类，对应Java.lang.Object类（可以看作是java.lang.Object类的别名），也即它是所有引用类型的父类（除值类型外）。那为什么不直接Java.lang.Object作为scala非值引用类型的父类呢？这是因为Scala还可以运行在其它平台上如.Net，所以它使用了AnyRef这个类，在JVM上它对应的是java.lang.Object，而对于其它平台有不同的实现。

2 Scala中原生类型的实现方式解析

scala采用与java相同原生类型存储方式，由于性能方面及与java进行操作方面的考虑，scala对于原生类型的基本操作如加减乘除操作与java是一样的，当需要遇到其他方法调用时，则使用java的原生类型封装类来表示，如Int类型对应于java.lang.Integer类型，这种转换对于我们使用者来说是透明的。

在本课程的第二节中我们提到，scala中的==操作它不区分你是原生类型还是引用类型，例如

scala> "abc"=="abc"
res10: Boolean = true

如果是在java语言中，它返回的是false。在scala中，对于原生类型，这种等于操作同java原生类型，而对于引用类型，它实际上是用equals方法对==方法进行实现，这样避免了程序设计时存在的某些问题。那如果想判断两个引用类型是否相等时怎么办呢? AnyRef中提供了eq、ne两个方法用于判断两个引用是否相等，如

scala> val x=new String("123")
x: String = 123

scala> val y=new String("123")
y: String = 123

scala> x==y
res15: Boolean = true

scala> x.eq(y)
res16: Boolean = false

scala> x ne y
res17: Boolean = true

3 Nothing、Null类型解析

在前面的类层次结构图中可以看到，Null类型是所有AnyRef类型的子类型，也即它处于AnyRef类的底层，对应java中的null引用。而Nothing是scala类中所有类的子类，它处于scala类的最底层。
这里面必须注意的是Null类型处于AnyRef类的底层，它不能够作为值类型的子类，例如：

scala> var x:Int=null
<console>:7: error: type mismatch;
 found   : Null(null)
 required: Int
Note that implicit conversions are not applicable because they are ambiguous:
 both method Integer2intNullConflict in class LowPriorityImplicits of type (x: N
ull)Int
 and method Integer2int in object Predef of type (x: Integer)Int
 are possible conversion functions from Null(null) to Int
       var x:Int=null
                 ^

Nothing这个类一般用于指示程序返回非正常结果，利用Nothing作为返回值可以增加程序的灵活性。例如：

 def error(msg:String):Nothing={
    throw new RuntimeException(msg)
  }

def divide(x: Int, y: Int): Int =
if (y != 0) x / y
else error("can't divide by zero")

4 Traits简介

scala和java语言一样，采用了很强的限制策略，避免了多种继承的问题。在java语言中，只允许继承一个超类，该类可以实现多个接口，但java接口有其自身的局限性：接口中只能包括抽象方法，不能包含字段、具体方法。Scala语言利用Trait解决了该问题，在scala的trait中，它不但可以包括抽象方法还可以包含字段和具体方法。trait的示例如下：

//trait定义演示
trait DAO{
  //定义一个抽象方法，注意不需要加abstract
  //加了abstract反而会报错
  def delete(id:String):Boolean
  def add(o:Any):Boolean
  def update(o:Any):Int
  def query(id:String):List[Any]
}

生成的字节码文件反编译后的结果：

D:\ScalaWorkspace\ScalaChapter10\bin\cn\scala\xtwy>javap -private DAO.class
Compiled from "Dao.scala"
public interface cn.scala.xtwy.DAO {
  public abstract boolean delete(java.lang.String);
  public abstract boolean add(java.lang.Object);
  public abstract int update(java.lang.Object);
  public abstract scala.collection.immutable.List<java.lang.Object> query(java.l
ang.String);
}

下面的代码演示了如果使用trait

trait MysqlDAO{
  def add(o:Any):Boolean
  def update(o:Any):Int
  def query(id:String):List[Any]
}

class DaoImpl extends MysqlDAO{
  def add(o:Any):Boolean=true
  def update(o:Any):Int= 1
   def query(id:String):List[Any]=List(1,2,3)
}

如果有多个trait的话：

trait MysqlDAO{
  var recodeMount:Long=15000000000000L
  def add(o:Any):Boolean
  def update(o:Any):Int
  def query(id:String):List[Any]
}

class DaoImpl extends MysqlDAO with Cloneable{
  def add(o:Any):Boolean=true
  def update(o:Any):Int= 1
  def query(id:String):List[Any]=List(1,2,3)
}

5 Traits几种不同使用方式

1 当做java接口使用的trait，如

//trait定义演示
trait DAO{
  //定义一个抽象方法，注意不需要加abstract
  //加了abstract反而会报错
  def delete(id:String):Boolean
  def add(o:Any):Boolean
  def update(o:Any):Int
  def query(id:String):List[Any]
}

2 带具体实现的trait

trait DAO{
  //delete方法有具体实现
  def delete(id:String):Boolean={
    println("delete implementation")
    true
  }
  def add(o:Any):Boolean
  def update(o:Any):Int
  def query(id:String):List[Any]
}

这里定义的特质将生成两个字节码文件：

 D:\ScalaWorkspace\ScalaChapter10\bin\cn\scala\xtwy 的目录

2015/07/25  22:20    <DIR>          .
2015/07/25  22:20    <DIR>          ..
2015/07/25  22:20               575 DAO$class.class
2015/07/25  22:20               898 DAO.class
               2 个文件          1,473 字节
               2 个目录 175,333,232,640 可用字节


D:\ScalaWorkspace\ScalaChapter10\bin\cn\scala\xtwy>javap -private DAO$class.class
Compiled from "Dao.scala"
public abstract class cn.scala.xtwy.DAO$class {
  public static boolean delete(cn.scala.xtwy.DAO, java.lang.String);
  public static void $init$(cn.scala.xtwy.DAO);
}

D:\ScalaWorkspace\ScalaChapter10\bin\cn\scala\xtwy>javap -private DAO.class
Compiled from "Dao.scala"
public abstract class cn.scala.xtwy.DAO$class {
  public static boolean delete(cn.scala.xtwy.DAO, java.lang.String);
  public static void $init$(cn.scala.xtwy.DAO);
}

从字节码文件可以看出，带有具体实现的trait是通过java中的抽象类来实现的。

3 带抽象字段的trait

trait DAO{
  var recodeMount:Long

  def delete(id:String):Boolean={
    println("delete implementation")
    true
  }
  def add(o:Any):Boolean
  def update(o:Any):Int
  def query(id:String):List[Any]
}

4 具体字段的trait

trait DAO{
  var recodeMount:Long=15000000000000L

  def delete(id:String):Boolean={
    println("delete implementation")
    true
  }
  def add(o:Any):Boolean
  def update(o:Any):Int
  def query(id:String):List[Any]
}

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