Scala编程详解12：面向对象编程之Trait

大纲
1、trait基础知识
1-1 将trait作为接口使用
1-2 在trait中定义具体方法
1-3 在trait中定义具体字段
1-4 在trait中定义抽象字段
2、trait高级知识
2-1 为实例对象混入trait
2-2 trait调用链
2-3 在trait中覆盖抽象方法
2-4 混合使用trait的具体方法和抽象方法
2-5 trait的构造机制
2-6 trait字段的初始化
2-7 让trait继承类

1. 将trait作为接口使用
  • Scala中的Triat是一种特殊的概念
  • 首先我们可以将Trait作为接口来使用，此时的Triat就与Java中的接口非常类似
  • 在triat中可以定义抽象方法，就与抽象类中的抽象方法一样，只要不给出方法的具体实现即可
  • 类可以使用extends关键字继承trait，注意，这里不是implement，而是extends，在scala中没有implement的概念，无论继承类还是trait，统一都是extends
  • 类继承trait后，必须实现其中的抽象方法，实现时不需要使用override关键字
  • scala不支持对类进行多继承，但是支持多重继承trait，使用with关键字即可

object scala_demo09 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val person = new Person("lisi")
    person.sayHello("zhangsan")
    val person2 = new Person("wangwu")
    person.makeFriends(person2)
  }
}
trait HelloTrait {
  def sayHello(name: String)
}
trait MakeFriendsTrait {
  def makeFriends(p: Person)
}
class Person(val name: String) extends HelloTrait with MakeFriendsTrait with Cloneable with Serializable {
  def sayHello(name: String) = println("Hello, " + name)
  def makeFriends(p: Person) = println("Hello, my name is " + name + ", your name is " + p.name)
}

输出：

Hello, zhangsan
Hello, my name is lisi, your name is wangwu
2. 在Trait中定义具体方法
  • Scala中的Triat可以不是只定义抽象方法，还可以定义具体方法，此时trait更像是包含了通用工具方法的东西
  • 有一个专有的名词来形容这种情况，就是说trait的功能混入了类
  • 举例来说，trait中可以包含一些很多类都通用的功能方法，比如打印日志等等，spark中就使用了trait来定义了通用的日志打印方法

object scala_demo09 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val p = new Person("zhangsan")
    val p2 = new Person("lisi")
    p.makeFriends(p2)
  }
}
trait Logger {
  def log(message: String) = println(message)
}

class Person(val name: String) extends Logger {
  def makeFriends(p: Person) {
    println("Hi, I'm " + name + ", I'm glad to make friends with you, " + p.name)
    log("makeFriends methdo is invoked with parameter Person[name=" + p.name + "]")
  }
}

输出：

Hi, I'm zhangsan, I'm glad to make friends with you, lisi
makeFriends methdo is invoked with parameter Person[name=lisi]
3. 在Trait中定义具体字段
  • Scala中的Triat可以定义具体field，此时继承trait的类就自动获得了trait中定义的field
  • 但是这种获取field的方式与继承class是不同的：如果是继承class获取的field，实际是定义在父类中的；而继承trait获取的field，就直接被添加到了类中

object scala_demo09 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val student = new Student("zhangsan")
    student.sayHello
  }
}
trait Person {
  val eyeNum: Int = 2
}

class Student(val name: String) extends Person {
  def sayHello = println("Hi, I'm " + name + ", I have " + eyeNum + " eyes.")
}

输出：

Hi, I'm zhangsan, I have 2 eyes.
4. 在Trait中定义抽象字段
  • Scala中的Triat可以定义抽象field，而trait中的具体方法则可以基于抽象field来编写
  • 但是继承trait的类，则必须覆盖抽象field，提供具体的值

object scala_demo09 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val p = new Person("zhangsan")
    val p2 = new Person("lisi")
    p.makeFriends(p2)

  }
}
trait SayHello {
  val msg: String
  def sayHello(name: String) = println(msg + ", " + name)
}

class Person(val name: String) extends SayHello {
  val msg: String = "hello"
  def makeFriends(p: Person) {
    sayHello(p.name)
    println("I'm " + name + ", I want to make friends with you!")
  }
}

输出：

hello, lisi
I'm zhangsan, I want to make friends with you!
5. 为实例混入trait
  • 有时我们可以在创建类的对象时，指定该对象混入某个trait，这样，就只有这个对象混入该trait的方法，而类的其他对象则没有

object scala_demo09 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val p1 = new Person("leo")
    p1.sayHello
    val p2 = new Person("jack") with MyLogger
    p2.sayHello

  }
}
trait Logged {
  def log(msg: String) {}
}
trait MyLogger extends Logged {
  override def log(msg: String) {
    println("log: " + msg)
  }
}
class Person(val name: String) extends Logged {
  def sayHello {
    println("Hi, I'm " + name); log("sayHello is invoked!")
  }
}

输出：

Hi, I'm leo
Hi, I'm jack
log: sayHello is invoked!
6. trait调用链
  • Scala中支持让类继承多个trait后，依次调用多个trait中的同一个方法，只要让多个trait的同一个方法中，在最后都执行super.方法即可
  • 类中调用多个trait中都有的这个方法时，首先会从最右边的trait的方法开始执行，然后依次往左执行，形成一个调用链条
  • 这种特性非常强大，其实就相当于设计模式中的责任链模式的一种具体实现依赖

object scala_demo09 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val p1 = new Person("leo")
    p1.sayHello

  }
}
trait Handler {
  def handle(data: String) {}
}
trait DataValidHandler extends Handler {
  override def handle(data: String) {
    println("check data: " + data)
    super.handle(data)
  }
}
trait SignatureValidHandler extends Handler {
  override def handle(data: String) {
    println("check signature: " + data)
    super.handle(data)
  }
}
class Person(val name: String) extends SignatureValidHandler with DataValidHandler {
  def sayHello = { 
    println("Hello, " + name) 
    handle(name) 
  }
}

输出：

Hello, leo
check data: leo
check signature: leo
7. 在trait中覆盖抽象方法
  • 在trait中，是可以覆盖父trait的抽象方法的
  • 但是覆盖时，如果使用了super.方法的代码，则无法通过编译。因为super.方法就会去掉用父trait的抽象方法，此时子trait的该方法还是会被认为是抽象的
  • 此时如果要通过编译，就得给子trait的方法加上abstract override修饰
trait Logger {
  def log(msg: String)
}

trait MyLogger extends Logger {
  abstract override def log(msg: String) { super.log(msg) }
}
8. 混合使用trait的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
  • 可以让具体方法依赖于抽象方法，而抽象方法则放到继承trait的类中去实现
  • 这种trait其实就是设计模式中的模板设计模式的体现
trait Valid {
  def getName: String
  def valid: Boolean = {
    getName == "leo"    
  }
}
class Person(val name: String) extends Valid {
  println(valid)
  def getName = name
}
9. trait的构造机制
  • 在Scala中，trait也是有构造代码的，也就是trait中的，不包含在任何方法中的代码
  • 而继承了trait的类的构造机制如下：1、父类的构造函数执行；2、trait的构造代码执行，多个trait从左到右依次执行；3、构造trait时会先构造父trait，如果多个trait继承同一个父trait，则父trait只会构造一次；4、所有trait构造完毕之后，子类的构造函数执行

object scala_demo09 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val student = new Student
  }
}
class Person { println("Person's constructor!") }
trait Logger { println("Logger's constructor!") }
trait MyLogger extends Logger { println("MyLogger's constructor!") }
trait TimeLogger extends Logger { println("TimeLogger's constructor!") }
class Student extends Person with MyLogger with TimeLogger {
  println("Student's constructor!")
}

输出：

Person's constructor!
Logger's constructor!
MyLogger's constructor!
TimeLogger's constructor!
Student's constructor!
10. trait field的初始化
  • 在Scala中，trait是没有接收参数的构造函数的，这是trait与class的唯一区别，但是如果需求就是要trait能够对field进行初始化，该怎么办呢？只能使用Scala中非常特殊的一种高级特性——提前定义
trait SayHello {
  val msg: String
  println(msg.toString)
}

class Person
val p = new {
  val msg: String = "init"
} with Person with SayHello

class Person extends {
  val msg: String = "init"
} with SayHello {}

// 另外一种方式就是使用lazy value
trait SayHello {
  lazy val msg: String = null
  println(msg.toString)
}
class Person extends SayHello {
  override lazy val msg: String = "init"
}
11. trait继承class
  • 在Scala中，trait也可以继承自class，此时这个class就会成为所有继承该trait的类的父类

object scala_demo09 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val p = new Person("zhangsan")
    p.sayHello
  }
}

class MyUtil {
  def printMessage(msg: String) = println(msg)
}

trait Logger extends MyUtil {
  def log(msg: String) = printMessage("log: " + msg)
}

class Person(val name: String) extends Logger {
  def sayHello {
    log("Hi, I'm " + name)
    printMessage("Hi, I'm " + name)
  }
}

输出：

log: Hi, I'm zhangsan
Hi, I'm zhangsan
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