Scala的面向对象

a、类和构造函数

在Scala中通过class关键字声明一个类，如下：

<scala> class MongoClient(val host:String, val port:Int)

这看起来和java有些不同，Scala的类名后带有参数，表示在声明类的同时，也创建了主构造函数。当在创建MongoClient实例时，需要直接或间接从重载的构造函数中调用主构造函数。

在Scala中声明主构造函数是嵌入在定义类的代码中的。构造函数中定义的参数，可以看做类的属性，并且无需像JavaBean那样为类的属性创建相应的set/get方法。参数的前缀可以为val或var，当为val时，将创建一个不可以变的实例，当为var时，将创建一个可变的实例。如果val和var都没有，将创建一个私有的实例，该实例对其它的类是不可访问的，如下：

scala> class MongoClient(host:String, port:Int)defined class MongoClientscala> val client = new MongoClient("localhost", 123)client: MongoClient = MongoClient@4089f3e5scala> client.host<console>:7: error: value host is not a member of MongoClientclient.host

有时需要使用默认的值，这是就没必要在另创建一个不带参数的构造函数了，这种情况可以使用this关键字重载，如下：

class MongoClient(val host:String, val port:Int) {def this() = this("127.0.0.1", 27017)}

b、包

在Scala中，packing（包）也是一个对象，作为类和对象的集合，用于对编写的代码进行逻辑分组或命名空间，避免相互冲突。它混合采用了java和C#的包声明方式，当然可以根据自己的喜好，采用java的方式来定义包。如下的几种定义包的方式：

java风格：

package com.scalainaction.mongoimport com.mongodb.Mongoclass MongoClient(val host:String, val port:Int) {require(host != null, "You have to provide a host name")private val underlying = new Mongo(host, port)def this() = this("127.0.0.1", 27017)}

或者

<pre name="code" class="html">package com.scalainaction.mongo {import com.mongodb.Mongoclass MongoClient(val host:String, val port:Int) {require(host != null, "You have to provide a host name")private val underlying = new Mongo(host, port)def this() = this("127.0.0.1", 27017)}}

或者

<pre name="code" class="html">package com {package scalainaction {package mongo {import com.mongodb.Mongoclass MongoClient(val host:String, val port:Int) {require(host != null, "You have to provide a host name")private val underlying = new Mongo(host, port)def this() = this("127.0.0.1", 27017)}}}}

后一种定义包的方式，如果在一个文件中定义多个包，很容易造成混淆，使用最广泛的定义包方式为在Scala文件的顶部定义包。需要注意的是，Scala包的路径不必和文件系统的目录结构对应。另外，还可以在同一个文件定义多个包，称作包对象。

包对象

package com.persistence {package mongo {class MongoClient}package riak {class RiakClient}package hadoop {class HadoopClient}}

将上述代码保存为Packages.scala文件，当用scalac  Packages.scala命令编译这个文件时，会看到Scala编译器在相应的文件目录中创建了class文件来匹配包的声明，这保证了创建的类符合JVM要求，即包的声明必须和文件目录结构对应。

包对象的一个用处是可以在包中定义一些辅助方法，这样在包中的所有成员都可以使用。如下:

package.scala文件：

package object bar {val minimumAge = 18def verifyAge = {}}

<pre name="code" class="html">BarTender.scala文件：

package barclass BarTender {def serveDrinks = { verifyAge; ... }}

c、导入

Scala的导入和java的导入很像，都是通过import关键字来导入引用的类，但又有些不同，例如：

导入某包下的所有类是用“_”：import com.mongodb._ 

看下面的例子：

package monads { class IOMonad }package io {package monads {class Console { val m = new monads.IOMonad }}}

如果试着编译上面的例子，将会得到一个错误：“IOMonad isn’t available”，这是因为编译器是在io.monads包中找IOMonad类，而不是在顶层的monads包中找。如果要引用顶层的包，可以使用"_root_"：

val m = new _root_.monads.IOMonad

另外，如果创建的类或对象没有包的声明，那么它们就属于empty package包，而empty package包是不能导入的，但是empty package包中的成员是可以相互看的见的。

有时，会导入不同包中的同名的类，很容易造成混淆，这时可以通过指定别名的方式来加以区分，如下：

import java.util.Dateimport java.sql.{Date => SqlDate}import RichConsole._val now = new Datep(now)val sqlDate = new SqlDate(now.getTime)p(sqlDate)

d、对象和伴生对象（Objects and companion objects）

Scala是一种纯面向对象的语言，每个值都是对象，每个操作都是方法调用，每个变量都是某些对象的成员。Scala中没有static修饰符，因为这不符合它纯面向对象的设计目标，并且在代码中使用static修饰符可能会有副作用。相反，Scala通过single object（单例对象）来替代static。Scala创建single object是挺简单的，如下：

object RichConsole {def p(x: Any) = println(x)}

调用p方法，可以通过对象名来调用，如：RichConsole.p("xx")

伴生对象

在Scala中，当一个对象和一个类同名时，这个对象叫做companion object（伴生对象），这个类叫做companion class（伴生类）。如下：

package com.scalainaction.mongoimport com.mongodb.{DB => MongoDB}class DB private(val underlying: MongoDB) {}object DB {def apply(underlying: MongoDB) = new DB(underlying)}

首先，DB类的主构造函数声明为private，意味着其他的类或对象都不能使用它，除了companion object（伴生对象）。在Scala中，只有伴生对象可以访问伴生类中的私有成员，其它的外部类都不可以访问。

e、特质（trait）

Scala的特质（trait）可以起到代码复用的作用，它和抽象类很相似，可以定义成员变量、抽象方法和具体方法，不同的是抽象类可以有构造参数，而trait不可以带有任何参数。另外，与类的继承不同（每一个类只能继承一个类），一个类可以混入任意多的trait，这又和java的接口很相似。

通常，trait以混入（mixin）的方式混入到类中，可以使用extends或with关键字把trait 混入（mixin）到类中，这里的混入和其它语言的多重继承有重要的差别。使用extend关键字混入trait，这种情况下隐式地继承了trait的超类。使用with关键字混入trait，此时的类还可以继承其他的类。

混入的顺序很重要，越靠近右侧的特质越先起作用。当你调用带混入的类的方法时，最右侧特质的方法首先被调用，如果那个方法调用了super，它调用其左侧特质的方法，以此类推。

另外，特质还可以作为类型，在定义变量时可以指定变量的类型为trait类型。

特质主要有两种常用的使用方式，一种是把瘦接口（接口中定义的方法较少）转变为胖接口（接口中定义的方法较多）。另一种是为类提供可堆叠的改变。这两种使用方式下面会做详细介绍。

1、类线性化

先看个问题：UpdatableCollection 类继承了DBCollection类，同时又混入Updatable特质，而DBCollection类和Updatable特质都继承了ReadOnly特质，ReadOnly中有一具体的实现方法find()，那么在UpdatableCollection类中调用find()方法，将产生歧义，因为有两条路径可以到达ReadOnly特质。看具体的示例：

class UpdatableCollection extends DBCollection(collection(name)) with Updatable

UpdatableCollection类的继承关系图如下：

Scala通过使用类的线性化类处理这种问题，类线性化指定了类到达祖先类（Any类）的一条路径，其中包括普通的超类和特质。通常采用先从最右侧（为类声明语句的最右侧），深度优先搜索，去掉除在层次结构中最后一个匹配的类，来确定类线性化的路径。

Scala中所有类的超类为Any（相当于Java中的Object类）。从上图可以判断每个对象的线性化路径为：

特质ReadOnly ：ReadOnly -> AnyRef -> Any

特质Updatable ：Updatable -> ReadOnly -> AnyRef -> Any

类DBCollection  : DBCollection -> ReadOny -> AnyRef -> Any

类UpdatableCollection ：UpdatableCollection -> Updatable -> DBCollection -> ReadOnly -> AnyRef -> Any

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另一个例子：假设你有一个类 Cat，继承自超类 Animal 以及两个特质 Furry 和 FourLegged， FourLegged 又扩展了另一个特质 HasLegs。

class Animaltrait Furry extends Animaltrait HasLegs extends Animaltrait FourLegged extends HasLegsclass Cat extends Animal with Furry with FourLegged

类 Cat 的继承层级和线性化次序展示在下图。继承次序使用传统的 UML 标注指明：白色箭头表明继承，箭头指向超类型。黑色箭头说明线性化次序，箭头指向 super 调用解决的方向。

当这些类和特质中的任何一个通过super调用了方法，那么被调用的实现将是它线性化的右侧的第一个实现。

2、堆叠
Scala特质的堆叠特性，可以在不修改现有组件的前提下，添加或修改组件的行为。

f、Case Class（样本类）

Scala中，Case Class是一种特殊的类，通过使用case修饰符创建样本类，当编译器在编译时遇到case class时，会自动生成一些样本代码，如下：

1、构造函数的参数默认为val修饰符，意味着这些参数为public成员。

2、自动生成hashCode、equals、toString方法。

3、自动生成的copy()方法，可以较简便的创建类实例的完整或部分变更副本。

4、每个Case类默认都实现了scala.Product特质和scala.Serializable特质。

5、每个Case类都带有apply()和unapply()方法，这样在创建类实例时，就不用通过new 关键字，可以直接使用类名加参数来创建。

像其它的类一样，Case类也可以继承其它类，包括特质和Case类，但是，当Case类定义为abstract case class时，编译器将不会再为其自动生成apply()方法，因为抽象类不可以被实例化。另外，还可以创建case object，这样该object就为单例对象和序列化的了，这种情况通常用于在网络上传送消息，并发编程时比较常用。

Case Class 常用于模式匹配，如下例子：

scala> case class Person(firstName:String, lastName: String)defined class Personscala> val p = Person("Matt", "vanvleet")p: Person = Person(Matt,vanvleet)scala> p match {         case Person(first, last) => println(">>>> " + first + ", " + last)       }>>>> Matt, vanvleet

上如代码让人感兴趣的是，通过模式匹配，first和last的值是怎么从p对象中抽取出来的？其实，在后台，Scala通过unapply()方法来处理这种问题的。如果手动写Person类的伴生对象，应该像下面例子代码：

object Person {def apply(firstName:String, lastName:String) = {new Person(firstName, lastName)}def unapply(p:Person): Option[(String, String)] =Some((p.firstName, p.lastName))}

对于apply()方法，在创建case Person类实例的时候，他将会被调用，并返回一个case Person类的一个实例。而unapply()方法是在case实例进行模式匹配是被调用的，通常unapply()方法会进行拆解case实例，并返回case类的元素（本例中为firstName和lastName）。

g、命名参数、默认参数、复制构造函数（copy constructor）
命名参数

通常，在调用函数时，参数传入是按定义时的参数顺序来传递的，从Scala2.8开始，Scala提供了一种可以通过参数名来传递值，这样就可以按任意顺序来出入参数了。这样做可以避免传入同类型的参数时混淆参数的含义，同时也增强了可读性。如下例：

按顺序传入参数：

scala> case class Person(firstName:String, lastName:String)defined class Personscala> val p = Person("lastname", "firstname")p: Person = Person(lastname,firstname)

按名称传入参数：

scala> val p = Person(lastName = "lastname", firstName = "firstname")p: Person = Person(firstname,lastname)

默认参数
默认参数的定义形式为arg: Type = expression，如：def methodA(name: String = "xxx")，当调用methodA()时，“name”就会使用默认值“xxx”

复制构造函数

命名参数和默认参数一个非常有用的运用是编译器自动为case类生成copy方法。这个方法采取一种轻量级的语法来创建一个原始实例的修改拷贝。copy方法具有和被拷贝的case类的基本构造方法同样类型和参数，并且每个参数都使用基本构造方法中相应值作为默认值。

case class A[T](a: T, b: Int) {// def copy[T'](a: T' = this.a, b: Int = this.b): A[T'] = new A[T'](a, b)}val a1: A[Int] = A(1, 2)val a2: A[String] = a1.copy(a = "someString")

h、修饰符

Java中的访问修饰符有四种private（私有的）、protected（受保护的）、public（公共的）、包级别（默认没有任何修饰符），而在Scala中同样也有这几种修饰符，不同的是

Scala中包、类或对象的访问修饰符默认为public，并且在某种程度上，基本废除了包级别的访问限制。

private修饰符仅可以对类内部成员、伴生对象或伴生类可见。见下例：

class Outer {   class Inner {      private def f() { println("f") }      class InnerMost {         f() // OK      }   }   (new Inner).f() // Error: f is not accessible}

另外，还可以对类和包限定修饰符，如下：

package outerpkg.innerpkg class Outer {  class Inner {     private[Outer] def f()  = "This is f"    private[innerpkg] def g() = "This is g"     private[outerpkg] def h() = "This is h"  }  }

这里可以在Outer类内部的任何地方访问f()方法，但在其外部却不可以。g()方法仅可以在包outer.innerpkg内部访问。h()方法仅可以在outerpkg及其子包内部访问。

另外还可以对this对象限定修饰符，这样，this就为私有对象，表示仅可以被同一对象调用。
protected修饰符仅可以被定义他的类及其子类，还有伴生对象及伴生对象的所有子类访问。protected同样也可以作用于包、类、this。

同Java一样，Scala也提供了override修饰符，用于重写父类成员，不同的是Scala中的override修饰符是强制的。另外，override还可以和abstract修饰符组合，这种情况只适用于特质（trait），并且混入此特质的类或特质必须要有一个具体的实现。如下：

trait DogMood {  def greet }trait AngryMood extends DogMood { override def greet = {    println("bark")    super.greet  // Error  }}

此处不能这样调用super.greet，因为它是抽象的，如果非要这么调用，可以加上abstract修饰符，来堆叠该特质，混入到具有具体greet方法实现的类。如下：

trait AngryMood extends DogMood {  abstract override def greet = {    println("bark")    super.greet  }}

另外，Scala还提供了一个新的修饰符：sealed（密封），该修饰符主要有2个作用：

1、其修饰的trait，class只能在当前文件里面被继承。

2、用sealed修饰这样做的目的是告诉scala编译器在检查模式匹配的时候，让scala知道这些case的所有情况，scala就能够在编译的时候进行检查，看你写的代码是否漏掉什么没case项，减少编程的错误。
i、值类（value class）
详见http://blog.csdn.net/qiruiduni/article/details/46763759

j、隐式类

k、继承体系