Programming In Scala笔记-第四章、类和对象

　　类似于Java，Scala中也有类和对象的概念。

一、类、属性和方法

1、类
　　类是对一类事物的抽象，当一个类被定义后，就可以以该定义为模板，定义该类的一系列对象。比如说有以下一个模板

人类：
  有姓名；
  有一个大脑；
  有四肢；
  有性别；
  会思考；
  有语言能力；

　　上面这个模板可以认为是对正常人类的一个最简单的抽象，那么有两个人张三和李四，就是人类这一模板的具体实例了。

　　在Scala中，用class关键字定义一个类，用new关键字实例化该类的一个对象。一个简单的类定义和实例化如下所示

class ChecksumAccumulator {
  // 具体定义代码省略
}

new ChecksumAccumulator

　　在上面代码中省略的部分可以写入一些该类的属性和方法。所谓属性是指该类的一些特性，比如上面例子中的姓名，性别等，都可以认为是人类的一个属性。而方法是指该类可以执行的一些逻辑片段，比如上面例子中定义人类的走路方式为站立行走，那么正常的两个人类张三和李四的行走方式都是站立行走了。
　　有关类的属性和方法，接下来再进行分析。

2、属性
　　属性可以用var和val来定义，比如
　　

class ChecksumAccumulator {
  var sum = 0
}

　　那么，使用下面代码new出两个对象　　

val acc = new ChecksumAccumulator
val csa = new ChecksumAccumulator

　　acc和csa都有一个属性sum。并且值都是0。如下图所示，前面两个圆圈表示acc和csa对象的具体存储，指向同一个0是由于0在常量池中只有一个。
　　
　　执行acc.sum=3可以将acc的sum属性更新为3，那么现在的情况是这样的
　　
　　
　　从这里可以看出，虽然acc是以val来定义的，但是可以修改其中的属性值。定义为val的作用是，如果将acc指向另一个ChecksumAccumulator对象时就会报错了。一般来说，最好将属性定义为private类型，private类型的属性，只能由该类中的方法进行访问和修改，尽量避免外部代码直接修改对象的属性值。如果需要属性发生变化，可以通过方法来实现。

3、方法
　　方法以def开头，里面包含了一段可执行的代码片段。这里需要注意的是，方法的参数是val类型的，如果在代码中更改参数值，是会报错的。　

class ChecksumAccumulator {
  private var sum = 0
  def add(b: Byte): Unit = {
    sum += b
  }
  def checksum(): Int = {
    return ~(sum & 0xFF) + 1
  }
}

　　上面代码中定义了两个方法，根据这两个方法的定义，可以进行一定的简化，

class ChecksumAccumulator {
  private var sum = 0
  def add(b: Byte): Unit = sum += b
  def checksum(): Int = ~(sum & 0xFF) + 1
}

　　上一篇博客中提到过，返回值为Unit的语句，会产生side effects。这里add方法的side effects是改变了sum变量的值。side effects产生的影响，要么是改变了某个mutable变量的值，要么是产生了一些I/O，这些并不会影响其他代码的执行。
　　对于这种返回值为Unit的方法，可以去掉前面的Unit =部分，将函数体用花括号包起来。

class ChecksumAccumulator {
  private var sum = 0
  def add(b: Byte) { sum += b }
  def checksum(): Int = ~(sum & 0xFF) + 1
}

　　上面代码中add方法的写法，即使其执行逻辑的返回值不为Unit，这种写法也显示的将该方法返回值设置为Unit了。

二、语句划分

　　不知道有没有发现在上面的代码中并不像Java代码那样，每一句代码的结尾用分号进行分割。在Scala中每一行语句的结尾并不需要写一个分号，一般情况下，以换行作为默认的分隔符。只有当一行中写多句代码时，代码之间才需要以分号进行分隔。

val s = "hello"; println(s)

　　Scala默认换行为代码直接的分隔符，

x
+ y

会被认为是两行代码，x和+ y。但是如果确实同一句代码需要换行应该怎么办？可以用圆括号将同一句代码包围起来，在圆括号中可以使用换行。

(x
+ y)

其实就是x + y的换行形式。

三、单例对象

　　虽然Scala是函数式编程语言，但是说到面向对象，其实Scala比Java还严格。在Java中，一个类还可以有一些静态属性或者静态方法，这样在不new一个对象时，也可以使用其中很多的静态属性和方法。但是Scala没有静态属性和方法一说，任何属性和方法的使用，都是通过对象来进行的。
　　如果确实需要在Scala中直接使用类名调用属性和方法应该怎么做？Scala通过提供一种单例对象，或者说伴生对象巧妙的实现了这一功能。前面我们定义了一个ChecksumAccumulator类，我们用另一个关键字object，同样使用ChecksumAccumularot这个名字，就生成了一个ChecksumAccumulator类的伴生对象了。

import scala.collection.mutable.Map
object ChecksumAccumulator {
  private val cache = Map[String, Int]()
  def calculate(s: String): Int =
    if (cache.contains(s))
      cache(s)
    else {
      val acc = new ChecksumAccumulator
    for (c <- s)
      acc.add(c.toByte)
    val cs = acc.checksum()
    cache += (s -> cs)
    cs
  }
}

接下来我们就可以使用ChecksumAccumulator.calculate直接进行计算了。从字面上看，和Java中调用静态方法是一样的。
　　上面的ChecksumAccumulator对象称为ChecksumAccumulator类的伴生对象，ChecksumAccumulator类称为ChecksumAccumulator对象的伴生类。伴生对象和伴生类，需要写在同一个源文件中，并且伴生类和伴生对象之间可以互相访问对方的private成员。

四、代码运行的入口

　　在Java中，一个Application是以某个Class中的public static void main(String[] args)的方法开始的。想要运行一段Scala代码，需要定义一个单例对象，并且在该单例对象中写一个main方法，这个方法接收的参数是一个String类型数组，返回值类型为Unit。

import ChecksumAccumulator.calculate
object Summer {
  def main(args: Array[String]) {
    for (arg <- args)
      println(arg +": "+ calculate(arg))
  }
}

　　一个object中的main方法，是一个Application的入口。类似于java中的main方法。
　　
　　不过Scala也提供了一个名为Application的trait，可以简单的把trait理解成Java中的接口。如果object继承自该trait的话，那么不需要main方法也能运行起来。把原来需要写在main方法中的代码，直接写在随后的花括号中。

import ChecksumAccumulator.calculate
object FallWinterSpringSummer extends Application {
  for (season <- List("fall", "winter", "spring"))
    println(season + " : " + calculate(season))
}

这段代码之所以能够运行，从Application中可以看到，这里面已经实现了一个main方法。上面写的这些代码，在这个类被初始化时由主构造方法执行。