Scala中的类继承关系

Posted 2022-08-13 dabokele

　　本章主要从整体层面了解Scala中的类层级关系。

一、Scala的类层级

　　在Java中Object类是所有类的最终父类，其他所有类都直接或间接的继承了Object类。在Scala中所有类的最终父类为Any类，所以Any类中的所有方法都可以在Scala中任意类中使用。但是这并不是说Scala中的Any类就类似于Java中的Object类，Scala中真正地位类似于Java中Object类的是AnyRef类。

　　在Scala中还提供了两个类Null和Nothing，这两个类在整个Scala类层级的最底层，其中Nothing类是所有类的最终子类，Nothing类直接或间接继承其他任何类。

1、整体类层级图

　　下图展示了Scala中的整体类层级图，其中Any位于最顶端，Nothing位于最底端。
　　

2、Any类结构

　　这一节中我们看一下Any类中定义了哪些方法。
　　从Scala API文档中可以看到，Any类中提供==, !=, equals, ##, hashCode, toString, isInstanceOf[TO], asInstanceOf[TO]共八个方法。其中==, !=, ##, asInstanceOf[TO], isInstanceOf[TO]是final类型的，不能在子类中使用override关键字进行重写。在Scala中对于==方法，如果判断对象为引用类型，调用该方法等同于调用该对象的equals方法。
　　
　　Any类的两个直接子类是AnyVal和AnyRef，其中AnyVal是Scala中的值类型，比如Double, Float等的直接父类，注意这里Unit类型也是AnyVal类型的直接子类。而AnyRef则是Scala中所有引用类型类的父类，类似于Java中的Object类。
　　

二、原始类型是如何实现的

　　对Java熟悉的话，应该会对int类型和Integer类型有一定的了解。在Scala中对Int类型变量的处理也和Java中类似，Int类型提供加或乘这样的简单操作，但如果需要调用toString方法或者将Int值赋给Any类型变量时，Int型变量会自动转化成Integer类型。这个过程和Java中的自动装箱有些类似。
　　我们首先看一下下面这段Java代码

boolean isEqualInt(int x, int y) 
  return x == y;

System.out.println(isEqual(421, 421));

boolean isEqualInteger(Integer x, Integer y) 
  return x == y;

System.out.println(isEqualInteger(421, 421));

　　代码在IDEA中的运行结果如下
　　

　　isEqualInt方法接收到传入的两个整数后直接判断值是否相等，得到的结果为true。但是isEqualInteger方法接收到整型参数后，哪怕是值相等的整型参数，也会首先自动装箱成两个Integer类型对象，并且两个Integer对象是不同的对象，调用==方法得到的结果为false。

　　再看一段Scala中的代码，仍然定义两个函数、

def isEqualInt(x: Int, y: Int) = x == y
isEqualInt(421, 421)

def isEqualAny(x: Any, y: Any) = x == y
isEqualAny(421, 421)

　　运行结果如下，
　　

　　由于在Scala中，引用类型调用==方法等同于调用equals方法，所以isEqualAny方法的返回结果也是true。

　　那么，如果在Scala中就是需要判断两个引用类型对象的引用是否相等，应该怎么办？在AnyRef类中，Scala提供了eq，ne方法。

val x = new String("abc")
val y = new String("abc")

x == y
x eq y
x ne y

　　运行结果如下，
　　

三、底层类型

　　这里主要讨论上面的类继承关系图中最底层的两个类scala.Null和scala.Nothing。Scala中可以使用者两个类统一的处理一些面向对象编程的边界情况。

1、Null类

　　比如说在Java中，null值是没有对应的类型的，如果将某个变量赋值null然后调用getClass方法，会报一个NullPointerException，如下图所示。
　　

　　但是在Scala中null值的类型为Null。Null类型所有引用类型类的子类，而不是值类型的子类。所以，不能将null赋值给Int类型变量。

val i: Int = null

　　执行结果如下，
　　

2、Nothing类

　　Nothing类位于Scala类继承关系中的最底层，是Scala中任何类的子类，包括上面的Null类。
　　由于Nothing类是任何类的子类，所以可以以如下形式来使用该类。

def error(message: String): Nothing =
  throw new RuntimeException(message)

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

　　在前面我们知道了，Scala中的执行语句都有一个返回结果类型，对于if语句来说，返回类型为两个分支的公共父类，而这里if分支的返回类型为Int且Int是else的返回类型Nothing的父类，所以divide方法的最终返回类型仍然是Int。