Scala面向對象編程之Trait高級編程技術實踐-Coding技術進階實戰

時間 2019-12-09

標籤 scala 面向對象編程 trait 高級技術實踐 coding 進階實戰欄目 Scala 简体版

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秦凱新技術社區推出的《Coding技術進階實戰》系列即將上線，包含語言類精深的用法和技巧，涵蓋 python,Java,Scala,Tensorflow等主流大數據和深度學習技術基礎，敬請期待。爲何我會寫這樣一個系列，來源於被一位容器雲專家問到如何實現一個線程池時，讓我頓感之前研究的Java併發控制相關的理論以及多線程併發設計模式忘得九霄雲外，鑑於此，氣憤難平，決定展現我的編程魅力。python

1 知識概要

1.1 trait基礎知識

1-1 將trait做爲接口使用
1-2 在trait中定義具體方法
1-3 在trait中定義具體字段
1-4 在trait中定義抽象字段

1.2 trait高級知識

2-1 爲實例對象混入trait
2-2 trait調用鏈
2-3 在trait中覆蓋抽象方法
2-4 混合使用trait的具體方法和抽象方法
2-5 trait的構造機制
2-6 trait字段的初始化
2-7 讓trait繼承類

2 trait基礎知識詳細使用

2.1 將trait做爲接口使用

Scala中的Triat是一種特殊的概念設計模式
能夠將Trait做爲接口來使用，此時的Triat就與Java中的接口很是相似多線程
在triat中能夠定義抽象方法，就與抽象類中的抽象方法同樣，只要不給出方法的具體實現便可併發
類可使用extends關鍵字繼承,trait在scala中沒有implement的概念，不管繼承類仍是trait，統一都是extendside
類繼承trait後，必須實現其中的抽象方法，實現時不須要使用override關鍵字函數

scala不支持對類進行多繼承，可是支持多重繼承trait，使用with關鍵字便可工具

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)
  }
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2.2 在Trait中定義具體方法

Scala中的Triat能夠不是隻定義抽象方法，還能夠定義具體方法，此時trait更像是包含了通用工具方法的東西, 有一個專有的名詞來形容這種狀況，就是說trait的功能混入了類學習

舉例來講，trait中能夠包含一些不少類都通用的功能方法，好比打印日誌等等，spark中就使用了trait來定義了通用的日誌打印方法大數據

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 + "]")
    }
  }
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2.3 在Trait中定義具體字段

Scala中的Triat能夠定義具體field，此時繼承trait的類就自動得到了trait中定義的field
可是這種獲取field的方式與繼承class是不一樣的：若是是繼承class獲取的field，實際是定義在父類中的；而繼承trait獲取的field，就直接被添加到了類中
```
trait Person {
    val eyeNum: Int = 2
  }
  
  class Student(val name: String) extends Person {
    def sayHello = println("Hi, I'm " + name + ", I have " + eyeNum + " eyes.")
  }
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```

2.4 在Trait中定義抽象字段

Scala中的Triat能夠定義抽象field，而trait中的具體方法則能夠基於抽象field來編寫

可是繼承trait的類，則必須覆蓋抽象field，提供具體的值

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!")
    }
  }
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3 trait高級知識詳細使用

3.1 trait調用鏈

Scala中支持讓類繼承多個trait後，依次調用多個trait中的同一個方法，只要讓多個trait的同一個方法中，在最後都執行super.方法便可
類中調用多個trait中都有的這個方法時，首先會從最右邊的trait的方法開始執行，而後依次往左執行，造成一個調用鏈條

這種特性很是強大，其實就至關於設計模式中的責任鏈模式的一種具體實現依賴

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) }
  }
  
  scala> var person =new Person("leo")
  person: Person = Person@38667005
  
  scala> person.sayHello
  Hello, leo
  check data: leo
  check signature: leo
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3.2 在trait中覆蓋抽象方法

在trait中，是能夠覆蓋父trait的抽象方法的可是覆蓋時，若是使用了super.方法的代碼，則沒法經過編譯。

此時若是要經過編譯，就得給子trait的方法加上abstract override修飾

trait Logger {
    def log(msg: String)
  }
  
  trait MyLogger extends Logger {
    abstract override def log(msg: String) { super.log(msg) }
  }
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3.3 混合使用trait的具體方法和抽象方法

在trait中，能夠混合使用具體方法和抽象方法
可讓具體方法依賴於抽象方法，而抽象方法則放到繼承trait的類中去實現

這種trait其實就是設計模式中的模板設計模式的體現

trait Valid {
    def getName: String
    def valid: Boolean = {
      getName == "leo"    
    }
  }
  
  class Person(val name: String) extends Valid {
    println(valid)
    def getName = name
  }
  
  scala> var per =new Person("xin")
  false
  per: Person = Person@6f4d2294
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3.4 trait的構造機制

在Scala中，trait也是有構造代碼的，也就是trait中的，不包含在任何方法中的代碼

而繼承了trait的類的構造機制以下：

- 一、父類的構造函數執行；
  - 二、trait的構造代碼執行，多個trait從左到右依次執行；
  - 三、構造trait時會先構造父trait，若是多個trait繼承同一個父trait，則父trait只會構造一次；
  - 四、全部trait構造完畢以後，子類的構造函數執行

  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!")
  }
  
  scala> var ss =new Student
  Person's constructor!
  Logger's constructor!
  MyLogger's constructor!
  TimeLogger's constructor!
  Student's constructor!
  ss: Student = Student@7f77e065
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3.5 trait field的初始化（提早定義）

在Scala中，trait是沒有接收參數的構造函數的，這是trait與class的惟一區別，可是若是需求就是要trait可以對field進行初始化，該怎麼辦呢？只能使用Scala中很是特殊的一種高級特性——提早定義

此時調用了msg.toString
   
    trait SayHello {
      val msg: String
      println(msg.toString)
    }
    
    class Person
    
    提早定義
    val p = new {
        val msg: String = "init"
    } with Person with SayHello
    
    提早定義
    class Person extends {
      val msg: String = "init"
    } with SayHello {}
    
    另一種方式就是使用lazy value
    trait SayHello {
      lazy val msg: String = null
      println(msg.toString)
    }
    class Person extends SayHello {
      override lazy val msg: String = "init"
    }
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3.6 trait繼承class

在Scala中，trait也能夠繼承自class，此時這個class就會成爲該trait的類的父類

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)
    }
  }
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