探索Scala（3）-- 单例对象

研究一下Scala语言的单例对象（Singleton Objects），为下一篇文章做准备。

static不是关键字

上一篇文章提到过，interface并不是Scala语言关键字，可以自由使用。同样，static在Scala里也没有特殊的含义，也是可以自由使用的，如下面代码所示：

单例对象

Java并不是完美的面向对象语言，包括很多缺陷，比如允许static字段和方法，primitive类型，等等。Scala语言在这些方面都有所改进，所以号称是比Java更OO的语言。既然去掉了static关键字，那么如何像Java语言那样，表达类字段或类方法呢？Scala给出的解决方案是：单例对象。Java有一个Math类（java.lang.Math），里头全是static字段和方法，部分代码如下所示：

public final class Math {

    private Math() {} // Don't let anyone instantiate this class.

    public static final double PI = 3.14159265358979323846;

    public static int abs(int a) {
        return (a < 0) ? -a : a;
    }

}

下面我们用Scala语言重写上面的Math类：

单例对象实现方式

下面看看Scala是如何实现单例对象的。观察编译结果可以看到，MyMath被编译出两个class：MyMath.class和MyMath$.class。我自己分析了一下这两个class，下面是MyMath.class的反编译结果：

public final class MyMath {
    
    public static double PI() {
        return MyMath$.MODULE$.PI();
    }

    public static int abs(int a) {
        return MyMath$.MODULE$.abs(a);
    }

}

可以得出如下结论：

val字段实际上也被编译成了方法
两个方法都是static，而且只是调用MyMath$.MODULE$的相应方法

再来看MyMath$.class的反编译结果：

public final class MyMath$ {
    
    public static final MyMath$ MODULE$;
    private final double PI;

    static {
        new MyMath$();
    }

    private MyMath$() {
        MyMath$.MODULE$ = this;
        this.PI = 3.14;
    }

    public double PI() {
        return this.PI;
    }

    public int abs(int a) {
        return return (a < 0) ? -a : a;
    }

}

就是普通的单例模式，这肯定也就是 单例对象这一名称的由来。

使用单例对象

下面这段代码演示了如何使用单例对象：

看起来和使用Java静态字段或方法没啥区别，下面是反编译之后的main方法代码：

Predef$.MODULE$.println("PI is " + MyMath$.MODULE$.PI())
final int x = -18
final int y = MyMath$.MODULE$.abs(x)

伴随类和伴随对象

上面的例子中，我们定义了名为MyMath的单例对象，实际上，这并不妨碍我们定义同名的类。如下所示：

这种情况下，单例对象叫做同名类的Companion Object，类叫做单例对象的Companion Class。如果仅定了单例对象，但没有定义同名的类，那么这种情况下单例对象被叫做Standalone Object。注意：Companion Class和Object必须定义在同一个.scala文件里。