Scala入门系列：面向对象之trait

Posted 2020-10-17 小丑进场

tags:

篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Scala入门系列：面向对象之trait相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

基础知识

1 将trait作为接口使用

此时Trait就与Java中的接口非常类似，不过注意，在Scala中无论继承还是trait，统一都是extends关键字。

Scala跟Java 8前一样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

trait HelloTrait{ 
  def sayHello(name: String) 
} 
 
trait MakeFriends{ 
  def makeFriends(p: Person) 
} 
 
class Person(val name: String) extends HelloTrait with MakeFriends { 
  def sayHello(name: String) = println("Hello, " + name) 
  def makeFriends(p: Person) = println("hello " + p.name + ", I‘m " + name) 
} 
 
defined trait HelloTrait 
defined trait MakeFriends 
defined class Person 
 
scala> val p = new Person("spark") 
p: Person = Person@2f29e630 
 
scala> val p2 = new Person("jack") 
p2: Person = Person@52f118aa 
 
scala> p.sayHello("jack") 
Hello, jack 
 
scala> p.makeFriends(p2) 
hello jack, I‘m spark

2 在trait中定义具体方法

Trait不仅可以定以抽象方法，还可以定以具体方法，此时Trait更像是包含了通过工具方法的东西。

有一个专有名词来形容这种情况，叫做Trait功能混入了类

举例：trait中可以包含一些很多类都通用的方法，比如说打印日志等，Spark中就是用了trait来定义了通用的日志打印方法。

trait Logger { 
  def log(msg: String) = println("log: " + msg) 
} 
 
class Person(val name: String) extends Logger { 
  def sayHello { println("Hello, I‘m " + name); log("sayHello is invoked") } 
} 
 
defined trait Logger 
defined class Person 
 
scala> val p = new Person("leo") 
p: Person = Person@3b0c38f2 
 
scala> p.sayHello 
Hello, I‘m leo 
log: sayHello is invoked

3 在trait中定义具体字段

Trait可以定以具体field，但是这种继承trait field的方式与继承class是原理不同的：如果是继承class获取的field，实际是定以在父类中的；而继承trait获取的field，就直接被添加到了继承类中。

4 在trait中定义抽象字段

Trait中可以定以抽象field， 而trait中的具体方法可以使用抽象field，但是继承trait的类必须要覆盖抽象field，提供具体的值，否则程序会运行出错。

// trait中的具体方法可以使用抽象field 
trait SayHello{ 
  val msg: String 
  def sayHello(name: String) = println(msg + "," + name) 
} 
// 继承trait中必须覆盖抽象field 
class Person(val name: String) extends SayHello{ 
  val msg: String = "hello" 
  def makeFriends(p: Person){ 
    sayHello(p.name) 
    println("I‘m" + name + ", want to make friends with you") 
  } 
} 
 
defined trait SayHello 
defined class Person 
// 测试 
scala> val p1 = new Person("leo") 
p1: Person = Person@67372d20 
 
scala> val p2 = new Person("Sparks") 
p2: Person = Person@4f1f2f84 
 
scala> p1.makeFriends(p2) 
hello,Sparks 
I‘mleo, want to make friends with you

Trait进阶

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

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 invokend!")} 
} 
 
defined trait Logged 
defined trait MyLogger 
defined class Person 
 
scala> val p1 = new Person("leo") 
p1: Person = Person@36f80ceb 
 
scala> p1.sayHello 
Hi, I‘m leo 
// 混入trait，覆盖log方法！ 
scala> val p2 = new Person("jack") with MyLogger 
p2: Person with MyLogger = $anon$1@30a6984c 
 
scala> p2.sayHello 
Hi, I‘m jack 
log: sayHello is invokend!

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（Java中做不到），只要让多个trait的同一个方法中，在最后都执行super.method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方法开始执行，然后依次往左，最终形成一个调用链

这种特性非常强大，其实就相当于设计模式中责任链模式的一种具体实现。

trait Handler{ 
  def handle(data: String) {} 
} 
 
trait DataValidHandler extends Handler { 
  override def handle(data: String){ 
    println("check data:" + data) 
    // 最后都执行super.method 
    super.handle(data) 
  } 
} 
 
trait SignatureValidHandler extends Handler { 
  override def handle(data: String){ 
    println("check signature: " + data) 
    // 最后都执行super.method 
    super.handle(data) 
  } 
} 
 
class Person(val name: String) extends SignatureValidHandler with DataValidHandler { 
  def sayHello = {println("hello, " + name); handle(name)} 
} 
 
defined trait Handler 
defined trait DataValidHandler 
defined trait SignatureValidHandler 
defined class Person 
 
scala> val p = new Person("Sparks") 
p: Person = Person@4b37d1a4 
// 从右往左执行方法 
scala> p.sayHello 
hello, Sparks 
check data:Sparks 
check signature: Sparks

混合使用trait的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trati的类中去实现

这种trait其实就是设计模式中模板设计模式的体现

trait Valid{ 
  // 将getName交给继承类实现，这里直接在具体方法中使用抽象方法 
  def getName: String 
  def valid: Boolean = { 
    getName == "Sparks" 
  } 
} 
 
class Person(val name: String) extends Valid { 
  println(valid) 
  def getName = name 
} 
 
defined trait Valid 
defined class Person 
// 测试 
scala> val p = new Person("Sparks") 
true 
p: Person = Person@351fadfa

trait的构造机制

在Scala中，trait也是有构造代码的，也就是trait中除了method中的所有代码
而继承了trait的类的构造顺序如下：

父类的构造函数
trait的构造代码，多个trait从左到右依次执行
构造trait时先构造父trait，如果多个trait继承同一个父trait，则父trait只会构造一次
所有trait构造完毕后，自身构造函数执行

class Person{ println("Person‘s constructor!")} 
trait Logger { println("Logger‘s constuctor!")} 
trait MyLogger extends Logger { println("MyLogger‘s constructor!")} 
trait TimeLogger extends Logger { println("TimeLogger constructor")} 
class Student extends Person with MyLogger with TimeLogger { 
  println("Student‘s constructor") 
} 
 
defined class Person 
defined trait Logger 
defined trait MyLogger 
defined trait TimeLogger 
defined class Student 
// 测试构造顺序 
scala> val s = new Student 
Person‘s constructor! 
Logger‘s constuctor! 
MyLogger‘s constructor! 
TimeLogger constructor 
Student‘s constructor 
s: Student = Student@467421cc

trait field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，那该怎么办呢？

这时候就需要使用Scala中非常特殊的一种高级特性——提前定义

出错示例：

trait SayHello { 
  val msg: String 
  println(msg.toString) 
} 
 
class Person extends SayHello{ 
  val msg: String = "init" 
} 
 
defined trait SayHello 
defined class Person 
// 因为要首先初始化trait，但是println中使用了抽象field，所以报错 
scala> val p = new Person 
java.lang.NullPointerException

使用提前定义特性初始化trait field

trait SayHello { 
  val msg: String 
  println(msg.toString) 
} 
class Person 
 
defined trait SayHello 
defined class Person 
// 提前定义 
scala> val p = new { 
     |   val msg: String = "init" 
     | }with Person with SayHello 
init 
p: Person with SayHello = $anon$1@445c693 
// 提前定义另一种写法 
scala> class Person extends { 
     |   val msg: String = "init" 
     | } with SayHello{} 
defined class Person 
 
scala> val p = new Person 
init 
p: Person = Person@121c1a08

使用lazy + override初始化trait field

scala> trait SayHello { 
     |   lazy val msg: String = null 
     |   println(msg.toString) 
     | } 
defined trait SayHello 
// 覆盖lazy值 
scala> class Person extends SayHello { 
     |   override lazy val msg: String = "init" 
     | } 
defined class Person 
 
scala> val p = new Person 
init 
p: Person = Person@753c7411

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。

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) 
  } 
} 
 
defined class MyUtil 
defined trait Logger 
defined class Person 
 
scala> val p = new Person("sparks") 
p: Person = Person@5bc44d78 
// 既可以调用Logger中的方法也可以调用MyUtil中的方法 
scala> p.sayHello 
log: Hi, I‘msparks 
hi,I‘m sparks

以上是关于Scala入门系列：面向对象之trait的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

Scala编程入门---面向对象编程之Trait高级知识

Scala编程入门---面向对象编程之Trait

Scala入门系列：面向对象之继承

Scala入门系列：面向对象之object

scala学习笔记-面向对象编程之Trait（13）

Scala入门系列：函数式编程之集合操作