2021年大数据常用语言Scala（三十一）：scala面向对象 特质(trait)

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了2021年大数据常用语言Scala（三十一）：scala面向对象 特质(trait)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

目录

特质(trait)

作为接口使用

定义具体的方法

定义具体方法和抽象方法

定义具体的字段和抽象的字段

实例对象混入trait

trait调用链 

trait的构造机制

trait继承class

特质(trait)

OLTP = online transaction processing

大数据：OLAP = online analysis processing

scala中没有interfact的接口

可以用trait来实现接口的功能。

同时trait比接口更强大

  • 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

1. trait 中可以有 抽象的 也可以有 具体的
2. 一个类可以实现多个trait（通过with关键字）
3. 单个对象也可以附件多个trait
4. trait本身也可以继承其它class
通过这3个特性，我们可以体现出来。trait是一种 代码复用的最小单元
我们可以将想要的特性功能封装到trait中
不管是让class去附加 还是单个对象去附加 都OK
同时附加的数量不受到影响。

接下来，我们就来学习trait的几种用法。

 

作为接口使用

  • 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

案例1：继承单个trait

实现步骤：

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

示例代码：

trait Logger {
  // 抽象方法
  def log(msg:String)
}

class ConsoleLogger extends Logger {
  override def log(msg: String): Unit = println(msg)
}

object LoggerTrait {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val logger = new ConsoleLogger
    logger.log("控制台日志: 这是一条Log")
  }
}

 

案例2：继承多个trait

实现步骤：

在上一个案例的基础上，创建一个MessageSender特质，添加接受一个String类型参数的send方法

再让ConsoleLogger实现一个MessageSender特质，并实现它的send方法，打印"发送消息..."

在main中调用，send方法

示例代码：

trait Logger {
  // 抽象方法
  def log(msg:String)
}

trait MessageSender {
  def send(msg:String)
}

class ConsoleLogger extends Logger with MessageSender {
  
  override def log(msg: String): Unit = println(msg)

  override def send(msg: String): Unit = println(s"发送消息:${msg}")
}

object LoggerTrait {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val logger = new ConsoleLogger
    logger.log("控制台日志: 这是一条Log")
    logger.send("你好!")
  }
}

 

案例3：object继承trait

 

实现步骤：

创建一个LoggerForObject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 LoggerForObject {
  // 抽象方法
  def log(msg:String)
}

// object也可以继承trait
object ConsoleLogger extends LoggerForObject {
  override def log(msg: String): Unit = println(s"控制台信息 $msg")
}

object ObjectTrait {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    ConsoleLogger.log("程序退出")
  }
}

 

在trait中可以定义抽象方法，不写方法体就是抽象方法

和继承类一样，使用extends来继承trait

继承多个trait，使用with关键字

单例对象也可以继承trait

 

定义具体的方法

和类一样，trait中还可以定义具体的方法。·

案例：在trait中定义具体方法

实现步骤：

1. 定义一个LoggerDetail特质

- 添加接受一个String类型的log方法，并打印参数

2. 定义一个UserService类，实现LoggerDetail特质

-  添加add方法，调用log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

示例代码：

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()
  }
}

 

定义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
  • 使用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

 

案例：实现一个模板模式

实现步骤：

1. 添加一个LoggerFix特质

 

- 添加一个log抽象方法，接收String参数

- 添加一个info具体方法，接收String参数，调用log方法，参数添加"INFO:"

- 添加一个warn具体方法，接收String参数，调用log方法，参数添加"WARN:"

- 添加一个error具体方法，接收String参数，调用log方法，参数添加"ERROR:"

2. 创建ConsoleLoggerFix类

 

- 实现LoggerFix特质

- 实现log方法，打印参数

3. 添加main方法

 

- 创建ConsoleLoggerFix类对象

- 调用info方法

- 调用warn方法

- 调用error方法

示例代码：

trait Logger08 {
  // 抽象方法
  def log(msg:String)
  // 具体方法（该方法依赖于抽象方法log
  def info(msg:String) = log("INFO:" + msg)
  def warn(msg:String) = log("WARN:" + msg)
  def error(msg:String) = log("ERROR:" + msg)
}

class ConsoleLogger08 extends Logger08 {
  override def log(msg: String): Unit = println(msg)
}

object Trait08 {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val logger08 = new ConsoleLogger08

    logger08.info("这是一条普通信息")
    logger08.warn("这是一条警告信息")
    logger08.error("这是一条错误信息")
  }
}

 

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

案例：在trait中定义具体的字段和抽象的字段

实现步骤：

1. 创建LoggerEx特质

- 定义一个sdf具体字段，类型为SimpleDateFormat，用来格式化日志（显示到时间）

- 创建一个INFO具体字段，类型为String，初始化为："信息:当前日期"

- 创建一个TYPE抽象字段，类型为String

- 创建一个log抽象方法，参数为String类型

2. 创建ConsoleLoggerEx类

 

- 实现LoggerEx特质

- 实现TYPE抽象字段，初始化为"控制台"

- 实现log抽象方法，分别打印TYPE字段，INFO字段和参数

3. 添加main方法

 

- 创建ConsoleLoggerEx类对象

- 调用log方法

 

示例代码：

trait LoggerEx {
  // 具体字段
  val sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm")
  val INFO = "信息:" + sdf.format(new Date)
  // 抽象字段
  val TYPE:String

  // 抽象方法
  def log(msg:String)
}

class ConsoleLoggerEx extends LoggerEx {
  // 实现抽象字段
  override val TYPE: String = "控制台"
  // 实现抽象方法
  override def log(msg:String): Unit = print(s"$TYPE$INFO $msg")
}

object FieldInTrait {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val logger = new ConsoleLoggerEx

    logger.log("这是一条消息")
  }
}

 

实例对象混入trait

  • trait还可以混入到实例对象中，给对象实例添加额外的行为
  • 只有混入了trait的对象才具有trait中的方法，其他的类对象不具有trait中的行为
  • 使用with将trait混入到实例对象中

案例：将一个特质混入到一个对象中

实现步骤：

1. 创建一个LoggerMix混入

 

- 添加一个log方法，参数为String类型

- 打印参数

2. 创建一个UserService类

3. 添加main方法

 

- 创建UserService对象，还如LoggerMix特质

- 调用log方法

 

示例代码：

trait LoggerMix {
  def log(msg:String) = println(msg)
}

class UserService

object FixedInClass {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 使用with关键字直接将特质混入到对象中
    val userService = new UserService with LoggerMix

    userService.log("你好")
  }
}

 

trait调用链 

责任链模式

 

需求：

 

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。

案例：实现一个模拟支付过程的调用链

实现步骤：

1. 定义一个HandlerTrait特质

- 定义一个具体的handler方法，接收String参数，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

 

示例：

// 支付数据处理
trait HandlerTrait {
  def handle(data: String) = {
    println("处理数据...")
  }
}

// 数据校验处理
trait DataValidHandlerTrait extends HandlerTrait {
  override def handle(data: String) = {
    println("验证数据...")
    super.handle(data)
  }
}

// 签名校验处理
trait SignatureValidHandlerTrait extends HandlerTrait {
  override def handle(data: String) = {
    println("检查签名...")
    super.handle(data)
  }
}

// 支付服务
class PaymentService extends DataValidHandlerTrait with SignatureValidHandlerTrait {
  def pay(data:String) = {
    println("准备支付...")
    this.handle(data)
  }
}

object PaymentService {
  def main(args: Array[String]) {
    val payService = new PaymentService()
    payService.pay("signature:10233123||md5:123889a3d5s1f6123||data:{order:001,money:200}")
  }
}

// 程序运行输出如下：
// 准备支付...
// 检查签名...
// 验证数据...
// 处理数据...

 

trait的构造机制

 

责任链模式和类构造顺序不同

责任链（指的是对父类方法的调用）：

  • 从右向左， 同层优先

父类构造顺序：

  • 从左到右，父类优先
  • trait也有构造代码，但和类不一样，特质不能有构造器参数
  • 每个特质只有一个无参数的构造器。
  • 一个类继承另一个类、以及多个trait，当创建该类的实例时，它的构造顺序如下：
  1. 执行父类的构造器
  2. 从左到右依次执行trait的构造器
  3. 如果trait有父trait，先构造父trait，如果多个trait有同样的父trait，则只初始化一次
  4. 执行子类构造器

 

案例：演示trait的构造顺序

实现步骤：

  1. 创建一个Person_One特质，在构造器中打印"执行Person构造器!"
  2. 创建一个Logger_One特质，在构造器中打印"执行Logger构造器!"
  3. 创建一个MyLoggerOne特质，继承自LoggerOne特质，，在构造器中打印"执行MyLogger构造器!"
  4. 创建一个TimeLoggerOne特质，继承自LoggerOne特质，在构造器中打印"执行TimeLogger构造器!"
  5. 创建一个StudentOne类，继承自PersonOne、MyLoggerOne、TimeLoggerOne特质，在构造器中打印"执行Student构造器!"
  6. 添加main方法，实例化Student_One类，观察输出。

 

示例代码：

 

class Person_One {
  println("执行Person构造器!")
}
trait Logger_One {
  println("执行Logger构造器!")
}
trait MyLogger_One extends Logger_One {
  println("执行MyLogger构造器!")
}
trait TimeLogger_One extends Logger_One {
  println("执行TimeLogger构造器!")
}
class Student_One extends Person_One with MyLogger_One with TimeLogger_One {
  println("执行Student构造器!")
  }
object exe_one {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val student = new Student_One
  }
}

// 程序运行输出如下：
// 执行Person构造器!
// 执行Logger构造器!
// 执行MyLogger构造器!
// 执行TimeLogger构造器!
// 执行Student构造器!

 

trait继承class

  • trait也可以继承class
  • 这个class就会成为所有该trait子类的超级父类。

单个实例对象附加trait的时候， 无法在任何地方调用trait父类的成员

必须是class继承trait才可以

案例：定义一个特质，继承自一个class

 

实现步骤：

1. 创建一个MyUtils类

- 定义printMsg方法，接收String参数，并打印参数

2. 创建一个Logger_Two特质

 

- 继承自MyUtils

- 定义log方法，接收String参数，并打印一个前缀和参数

3. 创建一个Person_Three类

 

- 实现String类型name字段的主构造器

- 继承Logger_Two特质

- 实现sayHello方法

  • 调用log，传入"Hi， I‘m "加上name字段
  • 调用printMsg，传入"Hello, I'm "加上name字段

4. 添加main方法

 

- 创建一个Person_Three对象

- 调用sayHello方法

 

示例：

class MyUtil {
  def printMsg(msg: String) = println(msg)
}
trait Logger_Two extends MyUtil {
  def log(msg: String) = this.printMsg("log: " + msg)
}
class Person_Three(val name: String) extends Logger_Two {
    def sayHello {
        this.log("Hi, I'm " + this.name)
        this.printMsg("Hello, I'm " + this.name)
  }
}
object Person_Three{
  def main(args: Array[String]) {
      val p=new Person_Three("Tom")
      p.sayHello
    //执行结果：
//      log: Hi, I'm Tom
//      Hello, I'm Tom
  }
}

 

以上是关于2021年大数据常用语言Scala（三十一）：scala面向对象 特质(trait)的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

2021年大数据常用语言Scala（三十）：scala面向对象 继承(extends)

2021年大数据常用语言Scala（三十六）：scala高级用法 泛型

2021年大数据常用语言Scala（三十三）：scala高级用法 模式匹配

2021年大数据常用语言Scala（三十五）：scala高级用法 提取器(Extractor)

2021年大数据常用语言Scala（三十七）：scala高级用法 高阶函数用法

2021年大数据常用语言Scala（三十二）：scala高级用法 样例类