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三十二、继承
scala语言是支持面向对象编程的， 可以使用scala来实现继承，通过继承来减少重复代码。
定义语法
- 使用extends关键字来实现继承
- 可以在子类中定义父类中没有的字段和方法，或者重写父类的方法
- 类和单例对象都可以从某个父类继承
class/object 子类 extends 父类 {
..
}
示例 | 类继承
- 定义一个Person类，再定义一个Student类，继承自Person类
- 创建一个Student类对象实例，并设置name为“张三”
- 打印姓名
class Person {
var name = "super"
def getName = this.name
}
class Student extends Person
object Main13 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val p1 = new Person()
val p2 = new Student()
p2.name = "张三"
println(p2.getName)
}
}示例 | 单例对象继承
- 创建一个Student单例对象，让单例对象继承示例1中的Person类
- 设置单例对象的名字为"张三"，调用Student单例对象的getName方法
class Person {
var name = "super"
def getName = this.name
}
object Student extends Person
object Main13 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
println(Student.getName)
}
}三十三、override和super
类似于Java语言， 在子类中使用override需要来重写父类的成员，可以使用super来引用父类
- 子类要覆盖父类中的一个方法，必须要使用override关键字
- 使用override来重写一个val字段
- 使用super关键字来访问父类的成员方法
示例
- 定义一个Person类，包含
- 姓名字段（不可重新赋值）
- 获取姓名方法
- 定义一个Student类
- 重写姓名字段
- 重写获取姓名方法，返回"hello, " + 姓名
- 创建Student对象示例，调用它的getName方法
class Person {
val name = "super"
def getName = name
}
class Student extends Person {
// 重写val字段
override val name: String = "child"
// 重写getName方法
override def getName: String = "hello, " + super.getName
}
object Main13 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
println(new Student().getName)
}
}三十四、类型判断
有时候，我们设计的程序，要根据变量的类型来执行对应的逻辑。
在scala中有两种方式进行类型判断
- isInstanceOf
- getClass/classOf
isInstanceOf/asInstanceOf
在Java中，可以使用instanceof关键字来判断类型、以及(类型)object来进行类型转换，在scala中如何实现？
scala中对象提供isInstanceOf和asInstanceOf方法。
- isInstanceOf判断对象是否为指定类的对象
- asInstanceOf将对象转换为指定类型
用法
// 判断对象是否为指定类型
val trueOrFalse:Boolean = 对象.isInstanceOf[类型]
// 将对象转换为指定类型
val 变量 = 对象.asInstanceOf[类型]
示例
- 定义一个Person类
- 定义一个Student类继承自Person类
- 创建一个Student类对象
- 判断该对象是否为Student类型，如果是，将其转换为Student类型并打印该对象
class Person3
class Student3 extends Person3
object Main3 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val s1:Person3 = new Student3
// 判断s1是否为Student3类型
if(s1.isInstanceOf[Student3]) {
// 将s1转换为Student3类型
val s2 = s1.asInstanceOf[Student3]
println(s2)
}
}
}getClass和classOf
isInstanceOf 只能判断对象是否为指定类以及其子类的对象，而不能精确的判断出，对象就是指定类的对象。如果要求精确地判断出对象就是指定类的对象，那么就只能使用 getClass 和 classOf 。
用法
- p.getClass可以精确获取对象的类型
- classOf[x]可以精确获取类型
- 使用==操作符可以直接比较类型
示例
- 定义一个Person类
- 定义一个Student类继承自Person类
- 创建一个Student类对象，并指定它的类型为Person类型
- 测试使用isInstance判断该对象是否为Person类型
- 测试使用getClass/classOf判断该对象是否为Person类型
- 测试使用getClass/classOf判断该对象是否为Student类型
class Person4
class Student4 extends Person4
object Student4{
def main(args: Array[String]) {
val p:Person4=new Student4
//判断p是否为Person4类的实例
println(p.isInstanceOf[Person4])//true
//判断p的类型是否为Person4类
println(p.getClass == classOf[Person4])//false
//判断p的类型是否为Student4类
println(p.getClass == classOf[Student4])//true
}
}三十五、抽象类
和Java语言一样，scala中也可以定义抽象类
定义
如果类的某个成员在当前类中的定义是不包含完整的，它就是一个抽象类
不完整定义有两种情况：
- 方法没有方法体（抽象方法）
- 变量没有初始化（抽象字段）
定义抽象类和Java一样，在类前面加上abstract关键字
// 定义抽象类
abstract class 抽象类名 {
// 定义抽象字段
val 抽象字段名:类型
// 定义抽象方法
def 方法名(参数:参数类型,参数:参数类型...):返回类型
}
抽象方法
- 设计4个类，表示上述图中的继承关系
- 每一个形状都有自己求面积的方法，但是不同的形状计算面积的方法不同
步骤
- 创建一个Shape抽象类，添加一个area抽象方法，用于计算面积
- 创建一个Square正方形类，继承自Shape，它有一个边长的主构造器，并实现计算面积方法
- 创建一个长方形类，继承自Shape，它有一个长、宽的主构造器，实现计算面积方法
- 创建一个圆形类，继承自Shape，它有一个半径的主构造器，并实现计算面积方法
- 编写main方法，分别创建正方形、长方形、圆形对象，并打印它们的面积
// 创建形状抽象类
abstract class Shape {
def area:Double
}
// 创建正方形类
class Square(var edge:Double /*边长*/) extends Shape {
// 实现父类计算面积的方法
override def area: Double = edge * edge
}
// 创建长方形类
class Rectangle(var length:Double /*长*/, var width:Double /*宽*/) extends Shape {
override def area: Double = length * width
}
// 创建圆形类
class Cirle(var radius:Double /*半径*/) extends Shape {
override def area: Double = Math.PI * radius * radius
}
object Main6 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val s1:Shape = new Square(2)
val s2:Shape = new Rectangle(2,3)
val s3:Shape = new Cirle(2)
println(s1.area)
println(s2.area)
println(s3.area)
}
}三十六、抽象字段
在scala中，也可以定义抽象的字段。如果一个成员变量是没有初始化，我们就认为它是抽象的。
abstract class 抽象类 {
val/var 抽象字段:类型
}
- 创建一个Person抽象类，它有一个String抽象字段WHO_AM_I
- 创建一个Student类，继承自Person类，重写WHO_AM_I字段，初始化为学生
- 创建一个Policeman类，继承自Person类，重写WHO_AM_I字段，初始化警察
- 添加main方法，分别创建Student/Policeman的实例，然后分别打印WHO_AM_I
// 定义一个人的抽象类
abstract class Person6 {
// 没有初始化的val字段就是抽象字段
val WHO_AM_I:String
}
class Student6 extends Person6 {
override val WHO_AM_I: String = "学生"
}
class Policeman6 extends Person6 {
override val WHO_AM_I: String = "警察"
}
object Main6 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val p1 = new Student6
val p2 = new Policeman6
println(p1.WHO_AM_I)
println(p2.WHO_AM_I)
}
}三十七、匿名内部类
匿名内部类是没有名称的子类，直接用来创建实例对象。Spark的源代码中有大量使用到匿名内部类。
scala中的匿名内部类使用与Java一致。
val/var 变量名 = new 类/抽象类 {
// 重写方法
}
- 创建一个Person抽象类，并添加一个sayHello抽象方法
- 添加main方法，通过创建匿名内部类的方式来实现Person
- 调用匿名内部类对象的sayHello方法
abstract class Person7 {
def sayHello:Unit
}
object Main7 {
def main(args: Array[String]): Unit = {
// 直接用new来创建一个匿名内部类对象
val p1 = new Person7 {
override def sayHello: Unit = println("我是一个匿名内部类")
}
p1.sayHello
}
}三十八、特质(trait)
scala中没有Java中的接口（interface），替代的概念是——特质
- 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
定义特质
trait 名称 {
// 抽象字段
// 抽象方法
}
继承特质
class 类 extends 特质1 with 特质2 {
// 字段实现
// 方法实现
}
- 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
trait作为接口使用
trait作为接口使用，与java的接口使用方法一样。
示例 | 继承单个trait
- 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
- 创建一个ConsoleLogger类，继承Logger特质，实现log方法，打印消息
- 添加main方法，创建ConsoleLogger对象，调用log方法
trait Logger {
// 抽象方法
def log(message:String)
}
class ConsoleLogger extends Logger {
override def log(message: String): Unit = println("控制台日志:" + message)
}
def main(args: Array[String]): Unit = {
val logger = new ConsoleLogger
logger.log("这是一条日志")
}示例 | 继承多个trait
- 创建一个MessageSender特质，添加send方法
- 创建一个MessageReceiver特质，添加receive方法
- 创建一个MessageWorker实现这两个特质
- 在main中调用，分别调用send方法、receive方法
trait MessageSender {
def send(msg:String)
}
trait MessageReceive {
def receive():String
}
class MessageWorker extends MessageSender with MessageReceive {
override def send(msg: String): Unit = println(s"发送消息:${msg}")
override def receive(): String = "你好！我叫一个好人！"
}
def main(args: Array[String]): Unit = {
val worker = new MessageWorker
worker.send("hello")
println(worker.receive())
}示例 | object继承trait
- 创建一个Logger特质，添加一个log抽象方法
- 创建一个ConsoleLogger的object，实现LoggerForObject特质，实现log方法，打印消息
- 编写main方法，调用ConsoleLogger的log方法
trait Logger {
def log(message:String)
}
object ConsoleLogger extends Logger {
override def log(message: String): Unit = println("控制台消息:" + message)
}
def main(args: Array[String]): Unit = {
ConsoleLogger.log("程序退出!")
}三十九、特质 | 定义具体的方法
和类一样，trait中还可以定义具体的方法
- 定义一个Logger特质，添加log实现方法
- 定义一个UserService类，实现Logger特质
- 添加add方法，打印"添加用户"
3． 添加main方法
- 创建UserService对象实例
- 调用add方法
trait LoggerDetail {
// 在trait中定义具体方法
def log(msg:String) = println(msg)
}
class UserService extends LoggerDetail {
def add() = log("添加用户")
}
object MethodInTrait {
def main(args: Array[String]): Unit = {
val userService = new UserService
userService.add()
}
}四十、trait中定义具体的字段和抽象的字段
- 在trait中可以定义具体字段和抽象字段
- 继承trait的子类自动拥有trait中定义的字段
- 字段直接被添加到子类中
通过trait来实现一个日志输出工具，该日志工具可以自动添加日志的日期
- 创建Logger特质
- 定义一个SimpleDateFormat字段，用来格式化日期（显示到时间）
- 定义一个TYPE抽象字段，用于定义输出的信息
- 创建一个log抽象方法，用于输出日志
- 创建ConsoleLogger类，实现TYPE抽象字段和log方法
- 添加main方法
- 创建ConsoleLogger类对象
- 调用log方法
trait Logger {
val sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm")
def log(msg:String)
}
class ConsoleLogger extends Logger {
override def log(msg: String): Unit = {
val info = s"${sdf.format(new Date())}:控制台消息:${msg}"
println(info)
}
}
def main(args: Array[String]): Unit = {
val logger = new ConsoleLogger()
logger.log("NullPointerException")
}四十一、使用trait实现模板模式
要实现以下需求：
- 实现一个输出日志的功能
- 目前要求输出到控制台
- 将来可能会输出到文件、输出到Redis、或者更多的需求
如何实现将来不修改之前的代码，来扩展现有功能呢？
定义
在一个特质中，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
在scala中，trait是可以定义抽象方法，也可以定义具体方法的
- trait中定义了一个抽象方法
- trait中定义了其他的几个具体方法，会调用抽象方法
- 其他实现类可以来实现抽象方法
- 真正调用trait中具体方法的时候，其实会调用实现类的抽象方法实现
示例
- 编写一个日志输出工具，分别有info、warn、error三个级别的日志输出
- 日志输出的方式要求设计为可扩展的，例如：可以输出到控制台、将来也可以扩展输出到文件、数据库等
实现步骤
- 添加一个Logger特质
- 添加一个log抽象方法
- 添加一个info、warn、error具体方法，这几个方法调用log抽象方法
- 创建ConsoleLogger类，实现Logger特质
- 添加main方法
- 创建ConsoleLogger类对象
- 分别调用info、warn、error方法输出日志
trait Logger {
def log(msg:String)
def info(msg:String) = log("INFO:" + msg)
def warn(msg:String) = log("WARN:" + msg)
def error(msg:String) = log("ERROR:" + msg)
}
class ConsoleLogger extends Logger {
override def log(msg: String): Unit = {
println(msg)
}
}
def main(args: Array[String]): Unit = {
val logger = new ConsoleLogger
logger.info("信息日志")
logger.warn("警告日志")
logger.error("错误日志")
}四十二、对象混入trait
scala中可以将trait混入到对象中，就是将trait中定义的方法、字段添加到一个对象中
val/var 对象名 = new 类 with 特质
示例
- 给一个对象添加一些额外的行为
步骤
- 创建一个Logger特质
- 添加一个log实现方法，打印参数
- 创建一个UserService类
- 添加main方法
- 创建UserService对象，混入Logger特质
- 调用log方法
trait Logger {
def log(msg:String) = println(msg)
}
class UserService
def main(args: Array[String]): Unit = {
val service = new UserService with Logger
service.log("混入的方法")
}四十三、trait实现调用链模式
我们如果要开发一个支付功能，往往需要执行一系列的验证才能完成支付。例如：
- 进行支付签名校验
- 数据合法性校验
- ...
如果将来因为第三方接口支付的调整，需要增加更多的校验规则，此时如何不修改之前的校验代码，来实现扩展呢？
责任链模式
trait调用链
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。
示例
实现一个模拟支付过程的调用链
步骤
1.定义一个HandlerTrait特质
- 定义一个具体的handler方法，打印"处理数据..."
2.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
3.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
4.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
5.添加main方法
- 创建PaymentService对象实例
- 调用pay方法
trait HandlerTrait {
def handle(data:String) = println("处理数据...")
}
trait DataValidHanlderTrait extends HandlerTrait {
override def handle(data:String): Unit = {
println("验证数据...")
super.handle(data)
}
}
trait SignatureValidHandlerTrait extends HandlerTrait {
override def handle(data: String): Unit = {
println("校验签名...")
super.handle(data)
}
}
class PayService extends DataValidHanlderTrait with SignatureValidHandlerTrait {
override def handle(data: String): Unit = {
println("准备支付...")
super.handle(data)
}
}
def main(args: Array[String]): Unit = {
val service = new PayService
service.handle("支付参数")
}
// 程序运行输出如下：
// 准备支付...
// 检查签名...
// 验证数据...
// 处理数据...四十四、trait继承class
定义
trait也可以继承class的。特质会将class中的成员都继承下来。
示例
- 定义一个特质，继承自一个class
步骤
1.创建一个MyUtils类，定义printMsg方法
2.创建一个Logger特质，继承自MyUtils，定义log方法
3.创建一个Person类，添加name字段
- 继承Logger特质
- 实现sayHello方法，调用log方法
4.添加main方法，创建一个Person对象，调用sayHello方法
class MyUtil {
def printMsg(msg:String) = println(msg)
}
trait Logger extends MyUtil {
def log(msg:String) = printMsg("Logger:" + msg)
}
class Person extends Logger {
def sayHello() = log("你好")
}
def main(args: Array[String]): Unit = {
val person = new Person
person.sayHello()
}