一、前言

　　前面学习了控制结构，下面学习Scala的Class和Properties。

二、Class&Properties

　　尽管Scala和Java很类似，但是对类的定义、类构造函数、字段可见性控制等则不相同，Java更为冗长，Scala精炼。本章将通过Scala的构造函数工作原理来理解Scala的类和字段，当申明类构造函数参数和使用var、val、private关键字来修饰类的字段时，Scala编译器将会为你生成代码，根据字段修饰符不同，Scala编译器会生成不同的存取函数，本章也会展示如何重写这些函数，另外，Scala将会根据你的值为变量赋予相应的类型。

　　2.1 创建主构造函数

　　1. 问题描述

　　你需要为一个类创建主构造函数，你很快就会发现其和Java大不相同。

　　2. 解决方案

　　Scala的主构造函数是如下的结合

　　· 构造函数参数

　　· 类主体中调用的方法

　　· 类主体中执行的语句和表达式

　　Scala类主体中声明的字段与Java类似，他们在类初始化时被赋值，下面的类演示构造函数的参数、类字段和类中的语句

　　由于类主体中的方法也是构造函数的一部分，当创建一个Person实例时，你会看到println的输出和printHome和printFullName函数调用的输出

　　3 讨论

　　如果你是从Java到Scala，你会发现在Scala中声明一个主构造函数时非常不同的，在Java中，在不在主构造函数中都是非常明显的，但是Scala模糊了这个区别，一旦你理解了这个方法，你将会更精确的定义类构造函数，由于构造函数中的firstName和lastName被声明为var类型，因此其是可变的，Scala会为其生成存取函数

　　HOME字段时private和val的，其在Java中等效于final和private的，其不能被其他对象直接访问，并且其值不能被改变，使用scalac进行编译后，再用javap进行反编译结果如下

　　可以看到包含了很多_$eq方法，这是var字段的语法糖，对用户透明，对于如下类　

class Person {
    var name = ""
    override def toString = s"name = $name"
}

由于name是var类型的，因此Scala会为其生成存取函数，即将会生成name_$eq函数，有了该函数，你可以修改name字段　

p.name = "Ron Artest"

实际上，你调用的是如下方法　　

p.name_$eq("Ron Artest")

可以看到Scala的代码更为精炼，在声明字段时需要注意Scala是否会生成该存取函数

　　2.2 控制构造函数字段的可见性

　　1. 问题描述

　　你想控制Scala中的类中作为构造函数参数的字段的可见性

　　2. 解决方案

　　构造函数中字段的可见性由该字段是否被声明为val或var或无val、var，是否为字段添加了private决定，解决方案如下

　　　　· 如果字段被声明为var，Scala会为其生成getter和setter方法

　　　　· 如果字段被声明为val，Scala会为只其生成getter方法

　　　　· 如果字段无var或var，Scala将不会生成getter或setter方法

　　　　· var和val字段可以使用private关键字修饰，这样可以防止生成getter或setter方法

　　如果字段被声明为var，则表示该字段的值是可变的，所以Scala为其生成getter和setter函数，下面示例中的字段被声明为var，则表示可变

　　如果字段被声明为val，则表示该字段的值是不可变的，如同Java的final，因此，其不会有setter方法，但是有getter方法

　　当构造函数中的参数没有使用var或者val声明时，其可见性变得十分严格，Scala不会为其生成setter或getter方法

　　除了将变量定义为val或var之外，还可以使用private关键字修饰字段，private关键字可以防止Scala生成getter或setter方法，因此该字段只能在类内部访问

　　在类外访问name字段时，发生异常，而在类函数中访问时正常

　　3. 讨论

　　当字段定义为val时，则不会产生setter，若定义为var时，则会产生setter和getter，private关键可以提供其他的灵活性。case类中的构造器中的参数与上述情况不太相同，如果你没有使用var或val修饰字段，如　

case class Person(name: String)

此时你也可以访问该字段，就像该字段被定义为val一样

　　2.3 定义辅助构造器

　　1. 问题描述

　　你要定义类的一个或多个辅助构造函数，以便用户不同方法来创建对象实例

　　2. 解决方案

　　将辅助构造函数定义为名字为this的类的方法，你可以定义多个辅助构造函数，但是它们需要有不同的函数签名(参数列表)，每个构造函数必须调用前面定义的多个构造函数中的一个。

class Pizza (var crustSize: Int, var crustType: String) {
    // one-arg auxiliary constructor
    def this(crustSize: Int) {
        this(crustSize, Pizza.DEFAULT_CRUST_TYPE)
    }
    // one-arg auxiliary constructor
    def this(crustType: String) {
        this(Pizza.DEFAULT_CRUST_SIZE, crustType)
    }
    // zero-arg auxiliary constructor
    def this() {
        this(Pizza.DEFAULT_CRUST_SIZE, Pizza.DEFAULT_CRUST_TYPE)
    }
    override def toString = s"A $crustSize inch pizza with a $crustType crust"
}
object Pizza {
    val DEFAULT_CRUST_SIZE = 12
    val DEFAULT_CRUST_TYPE = "THIN"
    def main(args: Array[String]): Unit = {
        val p1 = new Pizza(Pizza.DEFAULT_CRUST_SIZE, Pizza.DEFAULT_CRUST_TYPE)
        val p2 = new Pizza(Pizza.DEFAULT_CRUST_SIZE)
        val p3 = new Pizza(Pizza.DEFAULT_CRUST_TYPE)
        val p4 = new Pizza
        println(p1)
        println(p2)
        println(p3)
        println(p4)
    }
}

运行结果　

A 12 inch pizza with a THIN crust
A 12 inch pizza with a THIN crust
A 12 inch pizza with a THIN crust
A 12 inch pizza with a THIN crust

3. 讨论

　　关键点如下

　　　　· 辅助构造函数时以this为名字的类方法

　　　　· 每个辅助构造函数必须以对先前定义的构造函数的调用开始

　　　　· 每个辅助构造函数必须有不同的函数签名

　　　　· 构造函数通过this来调用其他构造函数

　　上述示例中的所有辅助构造函数都调用了主构造函数，但是不是只能调用主构造函数，还可调用辅助构造函数，如下所示　

def this(crustType: String) {
    this(Pizza.DEFAULT_CRUST_SIZE)
    this.crustType = Pizza.DEFAULT_CRUST_TYPE
}

同时，crustSize和crustType都是主构造函数中的参数，其可以使得Scala为其生成setter和getter函数，你也可以使用如下方法，其需要更多代码　

class Pizza () {
    var crustSize = 0
    var crustType = ""
    def this(crustSize: Int) {
        this()
        this.crustSize = crustSize
    }
    def this(crustType: String) {
        this()
        this.crustType = crustType
    }
    // more constructors here ...
    override def toString = s"A $crustSize inch pizza with a $crustType crust"
}

case类是一个可以生成很多样板代码的特殊类，为case类添加辅助构造器与常规类的做法不相同，这是因为它们不是真正的构造函数：它们是类的伴生对象中的apply
方法，为了进行验证，先定义一个Person的case类

　　在val p = new Person("leesf", 25)代码后，由于语法糖的存在，Scala编译器将其转化为了如下代码

val p = Person.apply("leesf", 25)

这是伴生对象中的apply方法，如果你想要为case类添加构造函数，你只需要在伴生对象中添加apply方法即可

// the case class
case class Person (var name: String, var age: Int)
// the companion object
object Person {
    def apply() = new Person("<no name>", 0)
    def apply(name: String) = new Person(name, 0)
}

测试代码如下　

object CaseClassTest extends App {
    val a = Person() // corresponds to apply()
    val b = Person("leesf") // corresponds to apply(name: String)
    val c = Person("dyd", 25)
    println(a)
    println(b)
    println(c)
    // verify the setter methods work
    a.name = "leesf"
    a.age = 25
    println(a)
}

　运行结果　

Person(<no name>,0)
Person(leesf,0)
Person(dyd,25)
Person(leesf,25)

2.4 定义私有主构造函数

　　1. 问题描述

　　你想要生成类私有的主构造函数，如强制执行单例模式

　　2. 解决方案

　　为了让主构造器私有，需要在类名和构造函数所接受的任何参数之间插入private关键字　

class Order private { ... }
class Person private (name: String) { ... }

　在REPL中，定义了私有类后，不能创建类实例

　　3. 讨论

　　在Scala中强制单例模式的一种简单方法就是使主构造器变为private，然后在伴生对象中添加getInstance方法　

class Brain private {
    override def toString = "This is the brain."
}
object Brain {
    val brain = new Brain
    def getInstance = brain
}
object SingletonTest extends App {
    val brain = Brain.getInstance
    println(brain)
}

　运行结果：　

This is the brain.

其中伴生类对象中的getInstance是静态方法

　　在Java中，你可以在类中定义静态方法来创建文件工具类，但在Scala中，你只需要将这些方法放在对象中即可

object FileUtils {
    def readFile(filename: String) = {
        // code here ...
    }
    def writeToFile(filename: String, contents: String) {
        // code here ...
    }
}

说明：可以通过FileUtils.readFile和FileUtils.writeToFile来调用相应的方法

　　2.5 为构造函数参数提供默认值

　　1. 问题描述

　　你想要为构造器参数提供默认值，给其他类调用构造函数时可决定是否指定该参数

　　2. 解决方案

　　在构造函数声明中给予参数默认值，这里有一个简单的声明，Socket类有一个构造函数参数名为timeout，默认值为10000　

class Socket (val timeout: Int = 10000)

　由于构造函数提供了默认参数，因此在调用时可以不指定timeout的值

　　也可以指定timeout的值

　　如果你更喜欢调用构造函数时使用命名参数的方法，你也可以用如下方法调用构造函数

　　3. 讨论

　　默认参数可以有效消除辅助构造函数，如下的构造函数相当于两个构造函数（不指定参数值和指定参数值）

class Socket (val timeout: Int = 10000)

　若没有默认参数这一特性，则需要定义一个辅助构造函数　

class Socket(val timeout: Int) {
    def this() = this(10000)
    override def toString = s"timeout: $timeout"
}

你可以为多参数的构造函数提供多个默认值　

class Socket(val timeout: Int = 1000, val linger: Int = 2000) {
    override def toString = s"timeout: $timeout, linger: $linger"
}

　尽管你只定义了一个构造函数，但实际上有三个构造函数

　　在创建对象时你也可以提供参数名

　　2.6 覆盖默认的访问器和修改器

　　1. 问题描述

　　你想要覆盖Scala为你生成的访问器和修改器

　　2. 解决方案

　　这是一个技巧的问题，如果你想坚持用Scala的命名约定时，你不能重写Scala为你生成的getter和setter方法，例如Person类有name参数，以下代码将不会被编译

　　为了解决这个问题，可以构造函数的字段名，如将name改为_name

　　name方法为访问器，name_=方法为修改器

　　如果你不想使用Scala为你定义访问器和修改器的名字，你可以自由更改，如改为getName、setName。

　　3. 讨论

　　如果你将类构造器的字段设置为var，则Scala会自动生成getter和setter方法，对于如下类　

class Stock (var symbol: String)

首先使用scalac进行编译，然后使用javap Stock进行反编译，结果如下

　　可以看到Scala生成了symbol方法和symbol_$eq方法，可以直接通过方法名调用，对于symbol_$eq而言，还可以使用symbol_=来调用

　　如果本想对字段加private，然而没有加，如下类　

class Stock (var _symbol: String) {
    def symbol = _symbol
    def symbol_= (s: String) {
        this.symbol = s
        println(s"symbol was updated, new value is $symbol")
    }
}

同样经过编译和反编译，结果如下

　　可以看到姿势的_symbol函数和_symbol_$eq函数都变为public了，而加private修饰时，其结果如下

【Scala】Scala之Classes and Properties(一）

一、前言

二、Class&Properties

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