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Scala之Traits
一、前言
前面学习了Scala中包和导入的相关知识点，接着学习Traits（特质）
二、Traits
Scala的特质与Java的接口基本相同，当遇到可以使用Java接口的情形，就可以考虑使用特质，Scala的类可以使用extends和with关键字继承多个特质，如类或对象继承多个特质
class Woodpecker extends Bird with TreeScaling with Pecking
特质除了可以拥有Java中接口的抽象方法，同时还可以拥有已经实现的方法，可以将多余一个的特质混入类，并且特质可以控制哪些类可以混入该特质
2.1 将特质作为接口
1. 问题描述
像其他语言如Java创建接口一样，你想在Scala也创建类似东西
2. 解决方案
可以将特质类比为Java的接口，在特质中声明需要子类实现的方法
trait BaseSoundPlayer {
def play
def close
def pause
def stop
def resume
}
如果方法不带参数，则只需要写方法名即可，但若带参数，需要如下定义
trait Dog {
def speak(whatToSay: String)
def wagTail(enabled: Boolean)
}当一个类继承特质时，需要使用extends和with关键字，当继承一个特质时，使用extends关键字
class Mp3SoundPlayer extends BaseSoundPlayer { ...}继承多个特质时，使用extends和with关键字
class Foo extends BaseClass with Trait1 with Trait2 { ...}除非实现特质的类是抽象的，否则其需要实现特质中所有方法
class Mp3SoundPlayer extends BaseSoundPlayer {
def play { // code here ... }
def close { // code here ... }
def pause { // code here ... }
def stop { // code here ... }
def resume { // code here ... }}
如果没有实现所有抽象方法，则该类需要被申明为抽象的
abstract class SimpleSoundPlayer extends BaseSoundPlayer {
def play { ... }
def close { ... }
}特质也可以集成其他特质
trait Mp3BaseSoundFilePlayer extends BaseSoundFilePlayer {
def getBasicPlayer: BasicPlayer
def getBasicController: BasicController
def setGain(volume: Double)
}3. 讨论
特质可被作为Java的接口使用，并且在特质中申明需要被子类实现的方法，当继承特质时使用extends或者with关键字，当继承一个特质时，使用extends，若继承多个特质，则第一个使用extends，其他的使用with；若类继承类（抽象类）和特质，则抽象类使用extends，特质使用with，特质中可以有已经实现了的方法，如WaggingTail
abstract class Animal {
def speak
}
trait WaggingTail {
def startTail { println("tail started") }
def stopTail { println("tail stopped") }
}
trait FourLeggedAnimal {
def walk
def run
}class Dog extends Animal with WaggingTail with FourLeggedAnimal { // implementation code here ...
def speak { println("Dog says ‘woof‘") }
def walk { println("Dog is walking") }
def run { println("Dog is running") }
}
2.2 在特质中使用抽象和具体的字段
1. 问题描述
你想要在特质中定义抽象和具体的字段，以便继承特质的类可以使用字段
2. 解决方案
使用初始值赋值的字段是具体的，没有赋值的字段是抽象的
trait PizzaTrait {
var numToppings: Int // abstract
var size = 14 // concrete
val maxNumToppings = 10 // concrete}继承特质的类，需要初始化抽象字段，或者让该类为抽象类
class Pizza extends PizzaTrait {
var numToppings = 0 // ‘override‘ not needed
size = 16 // ‘var‘ and ‘override‘ not needed}3. 讨论
特质中的字段可以被声明为val或var，你不需要使用override字段来覆盖var字段，但是需要使用override来覆盖val字段
trait PizzaTrait {
val maxNumToppings: Int
}class Pizza extends PizzaTrait {
override val maxNumToppings = 10 // ‘override‘ is required}
2.3 像抽象类一样使用特质
1. 问题描述
你想要像Java中的抽象类一样使用特质
2. 解决方案
在特质中定义方法，继承特质的类中，可以覆盖该方法，或者是直接使用
trait Pet {
def speak { println("Yo") } // concrete implementation
def comeToMaster // abstract method}class Dog extends Pet { // don‘t need to implement ‘speak‘ if you don‘t need to
def comeToMaster { ("I‘m coming!") }
}class Cat extends Pet { // override the speak method
override def speak { ("meow") }
def comeToMaster { ("That‘s not gonna happen.") }
}
如果一个类没有实现特质的抽象方法，那么它也需要被声明为抽象的
abstract class FlyingPet extends Pet {
def fly { ("I‘m flying!") }
}3. 讨论
一个类仅仅只能继承一个抽象类，但是可以继承多个特质，使用特质更为灵活
2.4 把特质作为简单的混合物
1. 问题描述
你想要将多个特质混合进一个类中
2. 解决方案
为实现简单的混合，在特质中定义方法，然后使用extends和with继承特质，如定义Tail特质
trait Tail {
def wagTail { println("tail is wagging") }
def stopTail { println("tail is stopped") }
}可以使用该特质和抽象的Pet类来创建Dog类
abstract class Pet (var name: String) {
def speak // abstract
def ownerIsHome { println("excited") }
def jumpForJoy { println("jumping for joy") }
}class Dog (name: String) extends Pet (name) with Tail {
def speak { println("woof") }
override def ownerIsHome {
wagTail
speak
}
}
Dog类通知拥有特质Tail和抽象类Pet的行为
2.5 通过继承控制哪个类可以使用特质
1. 问题描述
你想限制的特性，只能将其添加至一个父类或者另一个特质的类
2. 解决方案
使用下面语法声明名为TraitName的特质，而TraitName只能被混入继承了SuperThing的类，SuperThing可以是一个特质、抽象类、类。
trait [TraitName] extends [SuperThing]
例如，Starship和StarfleetWarpCore都继承了StarfleetComponent，所以StarfleetWarpCore特质可以被混入Starship中
class StarfleetComponent trait StarfleetWarpCore extends StarfleetComponentclass Starship extends StarfleetComponent with StarfleetWarpCore
然而，Warbird不能继承StarfleetWarpCore特质，因为其不继承StarfleetComponent类
class StarfleetComponent trait StarfleetWarpCore extends StarfleetComponentclass RomulanStuff// won‘t compileclass Warbird extends RomulanStuff with StarfleetWarpCore
3. 讨论
一个特质继承一个类不是一种普遍情况，但是当其发生时，需要保证拥有相同的父类
2.6 标记特质以使得其仅仅能被某种类型子类使用
1. 问题描述
你想要标记您的特性，因此只能用于扩展给定基类型的类型
2. 解决方案
保证MyTrait的特质仅仅只能被混入BaseType的子类，可以使用this: BaseType =>声明开始特质
trait MyTrait { this: BaseType => 例如，为了是StarfleetWarpCore特质只能用于Starship，可以标记StarfleetWarpCore特质如下
trait StarfleetWarpCore { this: Starship => // more code here ...}给定上面的定义，下面代码将会运行良好
class Starshipclass Enterprise extends Starship with StarfleetWarpCore
而如下代码则编译错误
class RomulanShip// this won‘t compileclass Warbird extends RomulanShip with StarfleetWarpCore
3. 讨论
任何混入特质的具体类型需要保证其能够转化为特质的自我类型，特质也可要求继承其的子类必须继承多种类型
trait WarpCore { this: Starship with WarpCoreEjector with FireExtinguisher =>}如下代码中的Enterprise将会通过编译，因为其签名满足特质的定义
class Starship trait WarpCoreEjector trait FireExtinguisher// this worksclass Enterprise extends Starship with WarpCore with WarpCoreEjector with FireExtinguisher
若Enterprise不继承特质，则无法满足签名，会报错
2.7 保证特质只能被混入含有某特定方法的类
1. 问题描述
你想要将特质混入包含了某种方法签名的类
2. 解决方案
WarpCore特质要求其所混入的类必须包含ejectWrapCore方法
trait WarpCore { this: { def ejectWarpCore(password: String): Boolean } =>}Enterprise类满足要求，编译成功
class Starship { // code here ...}class Enterprise extends Starship with WarpCore {
def ejectWarpCore(password: String): Boolean = { if (password == "password") {
println("ejecting core") true
} else { false
}
}
}
特质可以要求混入的类包含多个方法
trait WarpCore { this: {
def ejectWarpCore(password: String): Boolean
def startWarpCore: Unit
} =>}class Starship
class Enterprise extends Starship with WarpCore {
def ejectWarpCore(password: String): Boolean = { if (password == "password") { println("core ejected"); true } else false
}
def startWarpCore { println("core started") }
}
3. 讨论
该方法也被称为结构类型，因为你规定了某些类必须具有的结构
2.8 将特质添加至对象实例
1. 问题描述
当对象实例创建时，你想要混入特质
2. 解决方案
可以使用如下方法
class DavidBanner
trait Angry {
println("You won‘t like me ...")
}
object Test extends App {
val hulk = new DavidBanner with Angry
}
当运行代码时，会出现You won‘t like me ...结果，因为Angry特质会被实例化
3. 讨论
混入debugging和logging可能是更为常用的用法
trait Debugger {
def log(message: String) { // do something with message }
}// no debuggerval child = new Child// debugger added as the object is createdval problemChild = new ProblemChild with Debugger
2.9 像特质一样继承Java接口
1. 问题描述
你想要在Scala应用中实现Java接口
2. 解决方案
可以使用extends和with关键字继承接口，如同继承特质一样，给定如下Java代码
// javapublic interface Animal { public void speak();
}public interface Wagging { public void wag();
}public interface Running { public void run();
}
你可以以Scala方式创建Dog类
// scalaclass Dog extends Animal with Wagging with Running {
def speak { println("Woof") }
def wag { println("Tail is wagging!") }
def run { println("I‘m running!") }
}
区别在于Java接口不能实现方法，所以当继承接口时，要么实现所有方法，要么声明为抽象的
Scala之Traits