Scala基础：面向对象之对象和继承

对象

object 相当于 class 的单个实例，通常在里面放一些静态的 field 或者 method；在 Scala 中没有静态方法和静态字段，但是可以使用 object 这个语法结构来达到同样的目的。
object 作用：

• 1.存放工具方法和常量
• 2.高效共享单个不可变的实例
• 3.单例模式

package com.zy.scala.cls

class Session {}

object SessionFactory {
  //该部分相当于 java 中的静态块
  val session = new Session

  //在 object 中的方法相当于 java 中的静态方法
  def getSession(): Session = {
    session
  }
}

object SingletonDemo {
  def main(args: Array[String]) {
    //单例对象，不需要 new，用【单例对象名称.方法】调用对象中的方法
    val session1 = SessionFactory.getSession()
    println(session1)
    //单例对象，不需要 new，用【单例对象名称.变量】调用对象中成员变量
    val session2 = SessionFactory.session
    println(session2)
  }
}

伴生对象

如果有一个 class 文件，还有一个与 class 同名的 object 文件，那么就称这个 object是 class 的伴生对象，class 是 object 的伴生类；伴生类和伴生对象必须存放在一个.scala 文件中；伴生类和伴生对象的最大特点是，可以相互访问。

package com.zy.scala.cls

//伴生类
class Dog {
  val id = 1
  private var name = "itcast"

  def printName(): Unit = {
    //在 Dog 类中可以访问伴生对象 Dog 的私有属性
    println(Dog.CONSTANT + name)
  }
}

//伴生对象
object Dog {
  //伴生对象中的私有属性
  private val CONSTANT = "汪汪汪 : "

  def main(args: Array[String]) {
    val p = new Dog
    //访问私有的字段 name
    p.name = "123"
    p.printName()
  }
}

Scala 中的 apply 方法

object 中非常重要的一个特殊方法，就是 apply 方法；

apply 方法通常是在伴生对象中实现的，其目的是，通过伴生类的构造函数功能，来实现伴生对象的构造函数功能；
通常我们会在类的伴生对象中定义 apply 方法，当遇到类名(参数 1,...参数 n)时 apply 方法会被调用；
在创建伴生对象或伴生类的对象时，通常不会使用 new class/class() 的方式，而是直接使用 class()，隐式的调用伴生对象的 apply 方法，这样会让对象创建的更加简洁；

package com.zy.scala.cls

/**
  * Array 类的伴生对象中，就实现了可接收变长参数的 apply 方法，
  * 并通过创建一个 Array 类的实例化对象，实现了伴生对象的构造函数功能
  */
// 指定 T 泛型的数据类型，并使用变长参数 xs 接收传参，返回 Array[T] 数组
// 通过 new 关键字创建 xs.length 长的 Array 数组
// 其实就是调用 Array 伴生类的 constructor 进行 Array 对象的初始化
// def apply[T: ClassTag](xs: T*): Array[T] = {
// val array = new Array[T](xs.length)
// var i = 0
// for (x <- xs.iterator) { array(i) = x; i += 1 }
// array
// }
object ApplyDemo {
  def main(args: Array[String]) {
    //调用了 Array 伴生对象的 apply 方法
    //def apply(x: Int, xs: Int*): Array[Int]
    //arr1 中只有一个元素 5
    val arr1 = Array(5)
    //new 了一个长度为 5 的 array，数组里面包含 5 个 null
    var arr2 = new Array(5)
    println(arr1.toBuffer)
  }
}

继承

Scala 中，让子类继承父类，与 Java 一样，也是使用 extends 关键字；

继承就代表，子类可继承父类的 field 和 method ，然后子类还可以在自己的内部实现父类没有的，子类特有的 field 和method，使用继承可以有效复用代码；

子类可以覆盖父类的 field 和 method，但是如果父类用 final 修饰，或者 field 和 method 用 final 修饰，则该类是无法被继承的，或者 field 和 method 是无法被覆盖的。

private 修饰的 field 和 method 不可以被子类继承，只能在类的内部使用；

field 必须要被定义成 val 的形式才能被继承，并且还要使用 override 关键字。 因为 var 修饰的 field 是可变的，在子类中可直接引用被赋值，不需要被继承；即 val 修饰的才允许被继承，var 修饰的只允许被引用。继承就是改变、覆盖的意思。

Java 中的访问控制权限，同样适用于 Scala

	类内部	本包	子类	外部包
public	√	√	√	√
protected	√	√	√	×
default	√	√	×	×
private	√	×	×	×

package com.zy.scala.extends_demo

class Person {
  val name = "super"

  def getName = this.name
}

class Student extends Person {
  //继承加上关键字
  override
  val name = "sub"
  //子类可以定义自己的field和method
  val score = "A"

  def getScore = this.score
}

Scala中override 和 super 关键字

• Scala中，如果子类要覆盖父类中的一个非抽象方法，必须要使用 override 关键字；子类可以覆盖父类的 val 修饰的field，只要在子类中使用 override 关键字即可。
• override 关键字可以帮助开发者尽早的发现代码中的错误，比如， override 修饰的父类方法的方法名拼写错误。
• 此外，在子类覆盖父类方法后，如果在子类中要调用父类中被覆盖的方法，则必须要使用 super 关键字，显示的指出要调用的父类方法。

package com.zy.scala.extends_demo

class Person1 {
  private val name = "leo"
  val age = 50

  def getName = this.name
}

class Student extends Person1 {
  private val score = "A"
  //子类可以覆盖父类的 val field,使用override关键字
  override
  val age = 30

  def getScore = this.score

  //覆盖父类非抽象方法，必须要使用 override 关键字
  //同时调用父类的方法，使用super关键字
  override def getName = "your name is " + super.getName
}

Scala中isInstanceOf 和 asInstanceOf

如果实例化了子类的对象，但是将其赋予了父类类型的变量，在后续的过程中，又需要将父类类型的变量转换为子类类型的变量，应该如何做？

• 首先，需要使用 isInstanceOf 判断对象是否为指定类的对象，如果是的话，则可以使用 asInstanceOf 将对象转换为指定类型；
• 注意： p.isInstanceOf[XX] 判断 p 是否为 XX 对象的实例；p.asInstanceOf[XX] 把 p 转换成 XX 对象的实例
• 注意：如果没有用 isInstanceOf 先判断对象是否为指定类的实例，就直接用 asInstanceOf 转换，则可能会抛出异常；
• 注意：如果对象是 null，则 isInstanceOf 一定返回 false， asInstanceOf 一定返回 null；
• Scala与Java类型检查和转换

Scala	Java
obj.isInstanceOf[C]	obj instanceof C
obj.asInstanceOf[C]	(C)obj
classOf[C]	C.class

package com.zy.scala.extends_demo

class Person3 {}

class Student3 extends Person3

object Student3 {
  def main(args: Array[String]) {
    val p: Person3 = new Student3
    var s: Student3 = null
    //如果对象是 null，则 isInstanceOf 一定返回 false
    println(s.isInstanceOf[Student3])
    // 判断 p 是否为 Student3 对象的实例
    if (p.isInstanceOf[Student3]) {
      //把 p 转换成 Student3 对象的实例
      s = p.asInstanceOf[Student3]
    }
    println(s.isInstanceOf[Student3])
  }
}

Scala中getClass 和 classOf

• isInstanceOf 只能判断出对象是否为指定类以及其子类的对象，而不能精确的判断出，对象就是指定类的对象；
• 如果要求精确地判断出对象就是指定类的对象，那么就只能使用 getClass 和 classOf 了；
• p.getClass 可以精确地获取对象的类，classOf[XX] 可以精确的获取类，然后使用 == 操作符即可判断；

package com.zy.scala.extends_demo

class Person4 {}

class Student4 extends Person4

object Student4 {
  def main(args: Array[String]) {
    val p: Person4 = new Student4
    //判断p是否为Person4类的实例
    println(p.isInstanceOf[Person4]) //true
    //判断p的类型是否为Person4类
    println(p.getClass == classOf[Person4]) //false
    //判断p的类型是否为Student4类
    println(p.getClass == classOf[Student4]) //true
  }
}

Scala中使用模式匹配进行类型判断

• 在实际的开发中，比如 spark 源码中，大量的地方使用了模式匹配的语法进行类型的判断，这种方式更加地简洁明了，而且代码的可维护性和可扩展性也非常高；

• 使用模式匹配，功能性上来说，与 isInstanceOf 的作用一样，主要判断是否为该类或其子类的对象即可，不是精准判断。
• 等同于 Java 中的 switch case 语法；

package com.zy.scala.extends_demo

class Person5 {}

class Student5 extends Person5

object Student5 {
  def main(args: Array[String]) {
    val p: Person5 = new Student5
    p match {
      // 匹配是否为Person类或其子类对象
      case per: Person5 => println("This is a Person5's Object!")
      // 匹配所有剩余情况
      case _ => println("Unknown type!")
    }
  }
}

Scala中protected

• 跟 Java 一样，Scala 中同样可使用 protected 关键字来修饰 field 和 method。在子类中，可直接访问父类的 field 和 method，而不需要使用 super 关键字；

• 还可以使用 protected[this] 关键字， 访问权限的保护范围：只允许在当前子类中访问父类的 field 和 method，不允许通过其他子类对象访问父类的 field 和 method。

package com.zy.scala.extends_demo

class Person6 {
  protected var name: String = "tom"
  protected[this] var hobby: String = "game"

  protected def sayBye = println("再见...")
}

class Student6 extends Person6 {
  //父类使用protected 关键字来修饰 field可以直接访问
  def sayHello = println("Hello " + name)

  //父类使用protected 关键字来修饰method可以直接访问
  def sayByeBye = sayBye

  def makeFriends(s: Student6) = {
    println("My hobby is " + hobby + ", your hobby is UnKnown")
  }
}

object Student6 {
  def main(args: Array[String]) {
    val s: Student6 = new Student6
    s.sayHello
    s.makeFriends(s)
    s.sayByeBye
  }
}

Scala中调用父类的constructor

• Scala中，每个类都可以有一个主constructor和任意多个辅助constructor，而且每个辅助constructor的第一行都必须调用其他辅助constructor或者主constructor代码；因此子类的辅助constructor是一定不可能直接调用父类的constructor的；

• 只能在子类的主constructor中调用父类的constructor。
• 如果父类的构造函数已经定义过的 field，比如name和age，子类再使用时，就不要用 val 或 var 来修饰了，否则会被认为，子类要覆盖父类的field，且要求一定要使用 override 关键字。

package com.zy.scala.extends_demo

class Person7(val name: String, val age: Int) {
  var score: Double = 0.0
  var address: String = "beijing"

  def this(name: String, score: Double) = {
    //每个辅助constructor的第一行都必须调用其他辅助constructor或者主constructor代码
    //主constructor代码
    this(name, 30)
    this.score = score
  }

  //其他辅助constructor
  def this(name: String, address: String) = {
    this(name, 100.0)
    this.address = address
  }
}

class Student7(name: String, score: Double) extends Person7(name, score)

Scala中匿名内部类

• 在Scala中，匿名内部类是非常常见的，而且功能强大。Spark的源码中大量的使用了匿名内部类；

• 匿名内部类，就是定义一个没有名称的子类，并直接创建其对象，然后将对象的引用赋予一个变量，即匿名内部类的实例化对象。然后将该对象传递给其他函数使用。

package com.zy.scala.extends_demo

class Person8(val name: String) {
  def sayHello = "Hello ,I'm " + name
}

class GreetDemo {
  //接受Person8参数，并规定Person8类只含有一个返回String的sayHello方法
  def greeting(p: Person8 {
    def sayHello: String}) = {
    println(p.sayHello)
  }
}

object GreetDemo {
  def main(args: Array[String]) {
    //创建Person8的匿名子类对象
    val p = new Person8("tom")
    val g = new GreetDemo
    g.greeting(p)
  }
}

Scala中抽象类

• 如果在父类中，有某些方法无法立即实现，而需要依赖不同的子类来覆盖，重写实现不同的方法。此时，可以将父类中的这些方法编写成只含有方法签名，不含方法体的形式，这种形式就叫做抽象方法;
• 一个类中，如果含有一个抽象方法或抽象field，就必须使用abstract将类声明为抽象类，该类是不可以被实例化的;
• 在子类中覆盖抽象类的抽象方法时，可以不加override关键字;

package com.zy.scala.extends_demo

abstract class Person9(val name: String) {
  //必须指出返回类型，不然默认返回为Unit
  def sayHello: String

  def sayBye: String
}

class Student9(name: String) extends Person9(name) {
  //必须指出返回类型，不然默认
  def sayHello: String = "Hello," + name

  def sayBye: String = "Bye," + name
}

object Student9 {
  def main(args: Array[String]) {
    val s = new Student9("tom")
    println(s.sayHello)
    println(s.sayBye)
  }
}

Scala中抽象field

package com.zy.scala.extends_demo

abstract class Person10 (val name:String){
  //抽象fields
  val age:Int
}
class Student10(name: String) extends Person10(name) {
  val age: Int = 50
}