Scala>scala特质(trait)

特质(trait)

scala中没有Java中的接口（interface），替代的概念是——特质

定义

• 特质是scala中代码复用的基础单元
• 它可以将方法和字段定义封装起来，然后添加到类中
• 与类继承不一样的是，类继承要求每个类都只能继承一个超类，而一个类可以添加任意数量的特质。
• 特质的定义和抽象类的定义很像，但它是使用trait关键字

语法

• 定义特质

trait 名称 {
    // 抽象字段
    // 抽象方法
}

• 继承特质

class 类 extends 特质1 with 特质2 {
    // 字段实现
    // 方法实现
}

• 使用extends来继承trait（scala不论是类还是特质，都是使用extends关键字）
• 如果要继承多个trait，则使用with关键字

trait作为接口使用

trait作为接口使用，与java的接口使用方法一样。

示例 | 继承单个trait

示例说明

• 1.创建一个Logger特质，添加一个接受一个String类型参数的log抽象方法
• 2.创建一个ConsoleLogger类，继承Logger特质，实现log方法，打印消息
• 3.添加main方法，创建ConsoleLogger对象，调用log方法

参考代码

//1.创建一个特质
 trait Logger {
    // 可以在特质中定义抽象方法 log
    def log(message:String)
  }

//2创建一个实现类，继承特质
  class ConsoleLogger extends Logger {
    override def log(message: String): Unit = println("控制台日志:" + message)
  }

//3创建实现类的对象，调用实现方法
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val logger = new ConsoleLogger
    logger.log("这是一条日志")
  }

示例 | 继承多个trait

示例说明

• 1.创建一个MessageSender特质，添加send方法
• 2.创建一个MessageReceiver特质，添加receive方法
• 3.创建一个MessageWorker实现这两个特质
• 4.在main中调用，分别调用send方法、receive方法

参考代码

//1 创建一个MessageSender特质，添加send方法
trait MessageSender {
    def send(msg:String)
}

//2.创建一个MessageReceiver特质，添加receive方法
trait MessageReceive {
    def receive():String
}

//3.创建一个MessageWorker实现这两个特质
class MessageWorker extends MessageSender with MessageReceive {
    override def send(msg: String): Unit = println(s"发送消息:${msg}")

    override def receive(): String = "你好！我叫一个好人！"
}

//4.在main中调用，分别调用send方法、receive方法
def main(args: Array[String]): Unit = {
    val worker = new MessageWorker
    worker.send("hello")
    println(worker.receive())
}

示例 | object继承trait

示例说明

• 1.创建一个Logger特质，添加一个log抽象方法
• 2.创建一个ConsoleLogger的object，实现LoggerForObject特质，实现log方法，打印消息
• 3.编写main方法，调用ConsoleLogger的log方法

参考代码

//1.创建一个Logger特质，添加一个log抽象方法
trait Logger {
    def log(message:String)
}

//2 定义单列对象，实现特质
object ConsoleLogger extends Logger {
    override def log(message: String): Unit = println("控制台消息:" + message)
}

//3调用单列对象实现方法
def main(args: Array[String]): Unit = {
    ConsoleLogger.log("程序退出!")
}

特质 | 定义具体的方法

和类一样，trait中还可以定义具体的方法

示例说明

• 1.定义一个Logger特质，添加log实现方法
• 2.定义一个UserService类，实现Logger特质
  添加add方法，打印"添加用户"
• 3． 添加main方法
  创建UserService对象实例
  调用add方法

参考代码

trait LoggerDetail {
  // 在trait中定义具体方法
  def log(msg:String) = println(msg)
}

class UserService extends LoggerDetail {
  def add() = log("添加用户")
}

object MethodInTrait {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val userService = new UserService
    userService.add()
  }
}

trait中定义具体的字段和抽象的字段

定义

• 在trait中可以定义具体字段和抽象字段
• 继承trait的子类自动拥有trait中定义的字段
• 字段直接被添加到子类中

示例说明
通过trait来实现一个日志输出工具，该日志工具可以自动添加日志的日期

步骤
1.创建Logger特质

• 定义一个SimpleDateFormat字段，用来格式化日期（显示到时间）
• 定义一个TYPE抽象字段，用于定义输出的信息
• 创建一个log抽象方法，用于输出日志

2.创建ConsoleLogger类，实现TYPE抽象字段和log方法

3.添加main方法

• 创建ConsoleLogger类对象
• 调用log方法

参考代码

  trait Logger {
    val sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm")
    def log(msg:String)
  }

  class ConsoleLogger extends Logger {
    override def log(msg: String): Unit = {
      val info = s"${sdf.format(new Date())}:控制台消息:${msg}"
      println(info)
    }
  }

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val logger = new ConsoleLogger()
    logger.log("NullPointerException")
  }

使用trait实现模板模式

要实现以下需求：

• 实现一个输出日志的功能
• 目前要求输出到控制台
• 将来可能会输出到文件、输出到Redis、或者更多的需求

如何实现将来不修改之前的代码，来扩展现有功能呢？

定义
在一个特质中，具体方法依赖于抽象方法，而抽象方法可以放到继承trait的子类中实现，这种设计方式也称为模板模式

在scala中，trait是可以定义抽象方法，也可以定义具体方法的

• trait中定义了一个抽象方法
• trait中定义了其他的几个具体方法，会调用抽象方法
• 其他实现类可以来实现抽象方法
• 真正调用trait中具体方法的时候，其实会调用实现类的抽象方法实现

示例说明

• 编写一个日志输出工具，分别有info、warn、error三个级别的日志输出
• 日志输出的方式要求设计为可扩展的，例如：可以输出到控制台、将来也可以扩展输出到文件、数据库等

实现步骤
1.添加一个Logger特质

• 添加一个log抽象方法
• 添加一个info、warn、error具体方法，这几个方法调用log抽象方法

2.创建ConsoleLogger类，实现Logger特质

3.添加main方法

• 创建ConsoleLogger类对象
• 分别调用info、warn、error方法输出日志

参考代码

 trait Logger {
    def log(msg:String)
    def info(msg:String) = log("INFO:" + msg)
    def warn(msg:String) = log("WARN:" + msg)
    def error(msg:String) = log("ERROR:" + msg)
  }

  class ConsoleLogger extends Logger {
    override def log(msg: String): Unit = {
      println(msg)
    }
  }

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val logger = new ConsoleLogger
    logger.info("信息日志")
    logger.warn("警告日志")
    logger.error("错误日志")
  }

对象混入trait

scala中可以将trait混入到对象中，就是将trait中定义的方法、字段添加到一个对象中

语法

val/var 对象名 = new 类 with 特质

示例

• 给一个对象添加一些额外的行为

步骤
1.创建一个Logger特质

• 添加一个log实现方法，打印参数

2.创建一个UserService类

3.添加main方法

• 创建UserService对象，混入Logger特质
• 调用log方法

参考代码

  trait Logger {
    def log(msg:String) = println(msg)
  }

  class UserService

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val service = new UserService with Logger
    service.log("混入的方法")
  }

trait实现调用链模式

我们如果要开发一个支付功能，往往需要执行一系列的验证才能完成支付。例如：
1.进行支付签名校验
2.数据合法性校验
3…

如果将来因为第三方接口支付的调整，需要增加更多的校验规则，此时如何不修改之前的校验代码，来实现扩展呢？

责任链模式

trait调用链

类继承了多个trait后，可以依次调用多个trait中的同一个方法，只要让多个trait中的同一个方法在最后都依次执行super关键字即可。类中调用多个tait中都有这个方法时，首先会从最右边的trait方法开始执行，然后依次往左执行，形成一个调用链条。

示例
实现一个模拟支付过程的调用链

步骤
1.定义一个HandlerTrait特质

• 定义一个具体的handler方法，打印"处理数据…"

2.定义一个DataValidHandlerTrait，继承HandlerTrait特质

• 重写handler方法，打印"验证数据"
• 调用父特质的handler方法

3.定义一个SignatureValidHandlerTrait，继承HandlerTrait特质

• 重写Handler方法
• 打印"检查签名"
• 调用父特质的handler方法

4.创建一个PaymentService类

• 继承DataValidHandlerTrait
• 继承SignatureValidHandlerTrait
• 定义pay方法
• 打印"准备支付"
• 调用父特质的handler方法

5.添加main方法

• 创建PaymentService对象实例
• 调用pay方法

参考代码

trait HandlerTrait {
   def handle(data:String) = println("处理数据...")
}
​
trait DataValidHanlderTrait extends HandlerTrait {
   override def handle(data:String): Unit = {
       println("验证数据...")
       super.handle(data)
  }
}
​
trait SignatureValidHandlerTrait extends HandlerTrait {
   override def handle(data: String): Unit = {
       println("校验签名...")
       super.handle(data)
  }
}
​
class PayService extends DataValidHanlderTrait with SignatureValidHandlerTrait {
   override def handle(data: String): Unit = {
       println("准备支付...")
       super.handle(data)
  }
}
​
def main(args: Array[String]): Unit = {
   val service = new PayService
   service.handle("支付参数")
}
​
// 程序运行输出如下：
// 准备支付...
// 检查签名...
// 验证数据...
// 处理数据...

trait继承class

定义
trait也可以继承class的。特质会将class中的成员都继承下来。

示例说明

• 定义一个特质，继承自一个class

步骤
1.创建一个MyUtils类，定义printMsg方法
2.创建一个Logger特质，继承自MyUtils，定义log方法
3.创建一个Person类，添加name字段

• 继承Logger特质
• 实现sayHello方法，调用log方法

4.添加main方法，创建一个Person对象，调用sayHello方法

参考代码

class MyUtil {
   def printMsg(msg:String) = println(msg)
}
​
trait Logger extends MyUtil {
   def log(msg:String) = printMsg("Logger:" + msg)
}
​
class Person extends Logger {
   def sayHello() = log("你好")
}
​
def main(args: Array[String]): Unit = {
   val person = new Person
   person.sayHello()
}