Scala特证/特质【6.7 特质（Trait）】

- 6.7 特质（Trait）
- Java 的接口
- - 接口的作用
  - 抽象类的作用
- 6.7.1 特质声明
- 6.7.2 特质基本语法
- 6.7.3 特质叠加
- 6.7.4 特质叠加执行顺序
- 6.7.5 特质自身类型
- 6.7.6 特质和抽象类的区别

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6.7 特质（Trait）

Scala 语言中，采用特质 trait（特征）来代替接口的概念，也就是说，多个类具有相同的特质（特征）时，就可以将这个特质（特征）独立出来，采用关键字 trait 声明。
Scala 中的 trait 中即可以有抽象属性和方法，也可以有具体的属性和方法，一个类可
以混入（mixin）多个特质。这种感觉类似于 Java 中的抽象类。
Scala 引入 trait 特征，第一可以替代 Java 的接口，第二个也是对单继承机制的一种
补充。

Java 的接口

Java中的接口（Interface）是一种抽象类型，用于定义类应该具有的行为。接口可以看作是一组方法的集合，但是接口不能包含实现代码，只能定义方法的签名。类可以实现一个或多个接口，并提供接口中定义的方法的具体实现。

接口的定义使用interface关键字，语法如下：

public interface MyInterface {
    // 抽象方法
    void abstractMethod();

    // 默认方法
    default void defaultMethod() {
        // 方法实现
    }

    // 静态方法
    static void staticMethod() {
        // 方法实现
    }
}

在Java中，类通过implements关键字来实现接口：

public class MyClass implements MyInterface {
    // 实现接口中的抽象方法
    public void abstractMethod() {
        // 方法实现
    }
}

一个类可以实现多个接口，通过逗号分隔：

public class MyClass implements Interface1, Interface2 {
    // 实现接口中的抽象方法
    // ...
}

接口的作用

接口中的方法可以是抽象方法、默认方法（默认实现）和静态方法。抽象方法由实现类提供具体实现，而默认方法和静态方法可以直接在接口中提供实现代码。默认方法可以被实现类重写，静态方法则不能。

接口在Java中用于实现多态性和代码复用，它提供了一种契约机制，用于定义类的行为规范。通过实现接口，可以在不同的类中共享一组方法，提高代码的灵活性和可扩展性。接口在Java中被广泛应用于各种编程场景，例如回调机制、事件处理、依赖注入等。

接口在编程中起到了以下几个重要的作用：

定义契约：接口定义了一组方法的契约或规范，指定了类应该具备的行为。通过接口，可以明确地定义类应该提供哪些方法，以及这些方法应该如何被实现。接口提供了一种契约机制，帮助程序员在不同的类之间建立统一的行为规范。
实现多态：接口是实现多态性的关键。通过接口，可以实现类的多态性，使得不同的对象可以以统一的方式对待。通过接口的引用，可以引用不同实现类的对象，并调用它们实现的接口方法，实现了代码的灵活性和可扩展性。
代码复用：接口提供了一种代码复用的机制。通过接口，可以定义一组方法，并在多个类中实现这些方法。其他类可以实现相同的接口，从而复用接口中定义的方法。这种方式可以减少代码的重复编写，提高代码的可维护性和可复用性。
解耦和组件化：接口可以帮助解耦和实现组件化。通过接口，不同的模块或组件之间可以通过接口进行通信，而不需要了解具体的实现细节。这样可以降低模块之间的耦合度，提高系统的灵活性和可扩展性。
定义规范：接口可以被用作定义规范的工具。通过接口，可以定义一组方法和常量，并约束其他类去实现这些方法或使用这些常量。这样可以保证代码的一致性和可靠性。

总而言之，接口在编程中具有重要的作用，它定义了类的行为规范、实现多态性、实现代码复用、解耦和组件化，以及定义规范等。通过接口，可以提高代码的灵活性、可维护性和可扩展性，使得程序更加可靠和可重用。

抽象类的作用

抽象类在面向对象编程中起着重要的作用，它具有以下几个主要作用：

定义通用行为：抽象类可以定义一组通用的方法和属性，这些方法和属性可以被其子类继承和重写。抽象类可以提供一种通用的行为规范，让子类按照自己的需求进行具体实现。
实现代码复用：抽象类可以包含一些通用的方法的实现，这样子类就可以直接继承这些方法的实现，避免了代码的重复编写。通过抽象类的继承关系，可以实现代码的复用，提高代码的可维护性和可复用性。
实现多态性：抽象类可以作为父类，被其子类进行继承和扩展。通过抽象类的引用，可以引用不同子类的对象，实现多态性。这样可以在运行时根据实际对象的类型调用相应的方法，实现灵活的代码结构。
定义抽象方法：抽象类可以定义抽象方法，这些方法只有方法的声明而没有具体的实现。抽象方法必须由子类进行具体实现，通过抽象方法的定义，可以强制子类去实现特定的行为。
作为模板类：抽象类可以作为模板类，定义一些通用的方法和属性，提供给子类进行继承和使用。子类可以通过继承抽象类，并根据自己的需求进行具体实现和扩展，从而达到代码复用和模块化的目的。

总而言之，抽象类在面向对象编程中具有重要作用，它可以定义通用行为、实现代码复用、实现多态性、定义抽象方法和作为模板类。通过抽象类，可以提高代码的可维护性、可复用性和可扩展性，使得程序设计更加灵活和可靠。

6.7.1 特质声明

1）基本语法

trait 特质名 {
	trait 主体
}

2）案例实操

trait PersonTrait {
	 // 声明属性
	 var name:String = _
	 // 声明方法
	 def eat():Unit={
	 }
	 // 抽象属性
	 var age:Int
	 
	 // 抽象方法
	 def say():Unit
}
通过查看字节码，可以看到特质=抽象类+接口

6.7.2 特质基本语法

一个类具有某种特质（特征），就意味着这个类满足了这个特质（特征）的所有要素，所以在使用时，也采用了 extends 关键字，如果有多个特质或存在父类，那么需要采用 with关键字连接。

2）说明
（1）类和特质的关系：使用继承的关系。
（2）当一个类去继承特质时，第一个连接词是 extends，后面是 with。
（3）如果一个类在同时继承特质和父类时，应当把父类写在 extends 后。

3）案例实操
（1）特质可以同时拥有抽象方法和具体方法
（2）一个类可以混入（mixin）多个特质
（3）所有的 Java 接口都可以当做 Scala 特质使用
（4）动态混入：可灵活的扩展类的功能

（4.1）动态混入：创建对象时混入 trait，而无需使类混入该 trait
（4.2）如果混入的 trait 中有未实现的方法，则需要实现

trait PersonTrait {
	 //（1）特质可以同时拥有抽象方法和具体方法
	 // 声明属性
	 var name: String = _
	 // 抽象属性
	 var age: Int
 // 声明方法
 def eat(): Unit = {
 	println("eat")
 }
 // 抽象方法
 def say(): Unit
	}
trait SexTrait {
	 var sex: String
}
//（2）一个类可以实现/继承多个特质
//（3）所有的 Java 接口都可以当做 Scala 特质使用
class Teacher extends PersonTrait with java.io.Serializable {
	 override def say(): Unit = {
 		println("say")
	 }
	 override var age: Int = _
	}
object TestTrait {
	 def main(args: Array[String]): Unit = {
	 val teacher = new Teacher
	 teacher.say()
	 teacher.eat()
	 //（4）动态混入：可灵活的扩展类的功能
	 val t2 = new Teacher with SexTrait {
	 override var sex: String = "男"
 }
 //调用混入 trait 的属性
	 println(t2.sex)
   }
}

6.7.3 特质叠加

由于一个类可以混入（mixin）多个 trait，且 trait 中可以有具体的属性和方法，若混入的特质中具有相同的方法（方法名，参数列表，返回值均相同），必然会出现继承冲突问题。

冲突分为以下两种：

第一种，一个类（Sub）混入的两个 trait（TraitA，TraitB）中具有相同的具体方法，且
两个 trait 之间没有任何关系，解决这类冲突问题，直接在类（Sub）中重写冲突方法。
第二种，一个类（Sub）混入的两个 trait（TraitA，TraitB）中具有相同的具体方法，且
两个 trait 继承自相同的 trait（TraitC），及所谓的“钻石问题”，解决这类冲突问题，Scala
采用了特质叠加的策略。

所谓的特质叠加，就是将混入的多个 trait 中的冲突方法叠加起来，案例如下，

trait Ball {
 def describe(): String = {
	 "ball"
 	}
}
trait Color extends Ball {
	 override def describe(): String = {
 		"blue-" + super.describe()
 }
}
trait Category extends Ball {
  override def describe(): String = {
	 "foot-" + super.describe()
	 }
}
class MyBall extends Category with Color {
  override def describe(): String = {
	 "my ball is a " + super.describe()
 }
}
object TestTrait {
	 def main(args: Array[String]): Unit = {
		 println(new MyBall().describe())
	 }
}

结果如下：

在这里插入图片描述

6.7.4 特质叠加执行顺序

思考： 上述案例中的 super.describe()调用的是父 trait 中的方法吗？

当一个类混入多个特质的时候，scala 会对所有的特质及其父特质按照一定的顺序进行
排序，而此案例中的 super.describe()调用的实际上是排好序后的下一个特质中的 describe()
方法。，排序规则如下：

结论：
在这里插入图片描述

6.7.5 特质自身类型

1）说明

自身类型可实现依赖注入的功能。

2）案例实操

class User(val name: String, val age: Int)
trait Dao {
 def insert(user: User) = {
 println("insert into database :" + user.name)
 }
}
trait APP {
 _: Dao =>
 def login(user: User): Unit = {
 println("login :" + user.name)
 insert(user)
 }
}
object MyApp extends APP with Dao {
 def main(args: Array[String]): Unit = {
 login(new User("bobo", 11))
 }
}

6.7.6 特质和抽象类的区别

1.优先使用特质。一个类扩展多个特质是很方便的，但却只能扩展一个抽象类。
2.如果你需要构造函数参数，使用抽象类。因为抽象类可以定义带参数的构造函数，
而特质不行（有无参构造）。
3.特质（Trait）和抽象类（Abstract Class）是Scala语言中两种常见的代码组织方式，它们有一些区别和特点。

继承关系：特质和抽象类都可以被其他类继承。但是，一个类只能继承一个抽象类，而可以同时继承多个特质（多重继承）。
单继承 vs. 多重混入：由于Scala只支持单继承，所以通过继承一个抽象类，子类只能继承一个父类的特性。而通过混入特质，可以将多个特质的功能组合到一个类中，实现多重混入。
构造器：抽象类可以有构造器，而特质不能直接拥有构造器。特质可以通过在类中混入时传递参数的方式来影响类的行为。
抽象方法和具体方法：抽象类可以包含抽象方法和具体方法。抽象方法只有声明而没有具体实现，由子类实现。而特质可以包含抽象方法和具体方法，特质中的方法默认是抽象的，但也可以提供默认的实现。
实例化：抽象类不能直接实例化，只能被继承。而特质也不能直接实例化，但可以通过混入到具体类中来影响类的行为。
使用场景：抽象类通常用于定义一些共性的行为和状态，被子类继承和扩展。特质通常用于定义一些可复用的代码片段，可以被多个类混入，实现代码的复用和模块化。

总而言之，特质和抽象类在Scala中有不同的用途和特点。抽象类用于定义类的继承关系和共性行为，而特质用于实现代码的复用和模块化，可以多重混入到类中。根据具体的需求，可以选择合适的方式来组织代码结构。