Scala編程指南 了解Traits功能
近日,Scala的創(chuàng)始人發(fā)表了“Scala is for good programmers(Scala語言是給專家級程序員的)”這樣的言論!Scala在現(xiàn)在這個階段并不需要適合一般的Java程序員。要吸引的是一些專家級的程序員——優(yōu)秀的程序員。目標是使他們工作起來比使用Java更有效率。只有會出現(xiàn)足夠多的教育示范材料和足夠好的開發(fā)工具時,Scala對廣大的普通開發(fā)人員才具有吸引力。但是Scala語言什么呢?
《Scala編程指南》系列文章將會詳細介紹Scala語言。本文為《Scala編程指南》系列的第四章,將介紹Traits功能。
Traits 介紹
在我們深入面向?qū)ο缶幊讨埃覀冞€需要了解Scala 一個特性:Traits。要了解這個功能需要一點歷史知識。
在Java 中,一個類可以實現(xiàn)任意數(shù)量的接口。這個模型在聲明一個類實現(xiàn)多個抽象的時候非常有用。不幸的是,它也有一個主要缺點。
對于許多接口,大多數(shù)功能都可以用對于所有使用這個接口的類都有效的“樣板”代碼來實現(xiàn)。Java 沒有提供一個內(nèi)置機制來定義和使用這些可重用代碼。相反的,Java 程序員必須使用一個特別的轉(zhuǎn)換來重用一個已知接口的實現(xiàn)。在最壞的情況下,程序員必須復制粘貼同樣的代碼到不同的類中去。
通常,一個接口的實現(xiàn)擁有和該實例的其它成員無關(正交)的成員。術語mixin (混合)通常被用來指實例中這些專注的,潛在可被重用的,并且可以獨立維護的代碼。
來看一下下面這個圖形用戶接口的按鈕的代碼,它對單擊事件使用了回調(diào)。
- // code-examples/Traits/ui/button-callbacks.scala
- package ui
- class ButtonWithCallbacks(val label: String,
- val clickedCallbacks: List[() => Unit]) extends Widget {
- require(clickedCallbacks != null, "Callback list can't be null!")
- def this(label: String, clickedCallback: () => Unit) =
- this(label, List(clickedCallback))
- def this(label: String) = {
- this(label, Nil)
- println("Warning: button has no click callbacks!")
- }
- def click() = {
- // ... logic to give the appearance of clicking a physical button ...
- clickedCallbacks.foreach(f => f())
- }
- }
這里發(fā)生了很多事情。主構造函數(shù)接受一個label(標簽)參數(shù)和一個callbacks(回調(diào))的list(列表),這些回調(diào)函數(shù)會在按鈕的click 方法被調(diào)用時被調(diào)用。我們會在《第5章 - Scala 基礎面向?qū)ο缶幊獭分衼硖剿鬟@個類的更多細節(jié)。現(xiàn)在,我們希望專注在一個特別的問題上。ButtonWithCallbacks 不僅處理按鈕的一些本質(zhì)行為(比如單擊),它同時還通過調(diào)用回調(diào)函數(shù)處理單擊事件的通知。這違反了單職原則[Martin2003],這是分隔職能的一種設計方法。我們可以把按鈕類的邏輯從回調(diào)邏輯中分離出來,這樣每一個邏輯組件變得更加簡單,更模塊化,更可重用化。這個回調(diào)邏輯就是mixin 的一個不錯例子。
這樣的分離在Java 中很難做,即使我們定義了具有回調(diào)行為的接口,我們?nèi)匀恍枰陬愔屑蓪崿F(xiàn)代碼,降低模塊性。唯一的其它方法則是使用特定的工具比如面向方面編程(Aspect-Oriented Programming,AOP,參見[AOSD]),一個實現(xiàn)是AspectJ,Java 的一個擴展。AOP 主要被設計用來分離在應用程序中重復出現(xiàn)的普遍問題的實現(xiàn)。它設法模塊化這些關鍵點,但是也允許設計良好的和其它關鍵點行為的“混合”,包括應用程序的核心域邏輯,不管是在編譯時還是運行時。
作為混合體的Traits
Scala 提供了完整的混合(mixin)解決方案,稱為Traits。在我們的例子里,我們可以定義回調(diào)的抽象為一個Trait,就像一個Java 接口一樣,但是我們可以實現(xiàn)這些Trait (或者繼承的Trait)的抽象。我們可以定義混合了Trait 的類,大致上很像實現(xiàn)Java 的一個接口。不過,在Scala 你甚至可以在我們創(chuàng)建實例的時候混合Traits。也就是說,我們不必首先聲明一個混合了所有我們所需要的Trait 的類。所以,Scala Traits 在保留分離關鍵點的同時給了我們按需整合行為的能力。
如果你來自于Java 編程世界,你可以認為Traits 是有選擇地實現(xiàn)了的接口。其它語言提供了類似Trait 的結構,比如Ruby 中的模塊(modules)。
讓我們對按鈕的邏輯來使用Trait,從而分離回調(diào)的處理。我們會推廣一下我們的實現(xiàn)。回調(diào)其實是觀察者模式[GOF1995] 的一個特例。所以,讓我們創(chuàng)建一個Trait 來實現(xiàn)這個模式,然后用它來處理回調(diào)行為。為了簡單化,我們從一個單獨的計算按鈕被按次數(shù)的回調(diào)開始。
首先,讓我們定義一個簡單的Button 類。
- // code-examples/Traits/ui/button.scala
- package ui
- class Button(val label: String) extends Widget {
- def click() = {
- // Logic to give the appearance of clicking a button...
- }
- }
這里是它的父類,Widget。
- // code-examples/Traits/ui/widget.scala
- package ui
- abstract class Widget
管理回調(diào)的邏輯(比如,clickedCallbacks 列表)被省略了,兩個主要構造函數(shù)也是。只有按鈕的label 字段和click 方法被保留了下來。這個click 方法現(xiàn)在只關心一個“物理上的” 按鈕被單擊時候的可見表現(xiàn)。按鈕只有一個關心的東西,就是處理作為一個按鈕的本質(zhì)行為。
這里是一個實現(xiàn)了觀察者模式邏輯的Trait。
- // code-examples/Traits/observer/observer.scala
- package observer
- Trait Subject {
- type Observer = { def receiveUpdate(subject: Any) }
- private var observers = List[Observer]()
- def addObserver(observer:Observer) = observers ::= observer
- def notifyObservers = observers foreach (_.receiveUpdate(this))
- }
除了Trait 關鍵字,Subject 看起來就像一個普通的類。Subject 定義了所有它聲明的成員。Traits 可以聲明抽象成員,具體成員,或者兩者皆有,就像類所能做的一樣(參見《第6章 - Scala 高級面向?qū)ο缶幊獭返?ldquo;重寫類和Traits 的成員”章節(jié)獲取更多信息)。而且,Traits 能包含嵌套的Trait 和類定義,類也能包含嵌套的Trait 定義。
第一行定義了Observer 類型。這是一個結構類型,形式是 { def receiveUpdate(subject:Any) }。結構類型僅制定了子類型必須支持的結構;你可以把它們看作是“匿名”類型。
在這個例子里,這個結構類型由一個有著特定簽名的方法定義。任何有這個簽名的方法的類型都可以被用作為一個observer(觀察者)。我們會在《第12章 - Scala 類型系統(tǒng)》學習更多有關結構類型的內(nèi)容。如果你想知道為什么我們不把Subject 作為參數(shù),而是Any。我們會在《第13章 - 應用程序設計》的“自我類型注解和抽象類型成員”章節(jié)來重習這個問題。
我們所需要注意的最主要的是這樣的結構類型如何最小化了Subject Trait 和任何潛在的Trait 用戶之間的耦合。
注意
Subject 仍然通過結構類型和Observer 中的方法名稱耦合在一起,例如,名為receiveUpdate 的方法。我們有幾種方法來省去這剩下的耦合。我們會在《第6章 - Scala 高級面向?qū)ο缶幊獭分械?ldquo;重寫抽象類型”章節(jié)看到如何做到這一點。
下面,我們聲明了一系列觀察者。我們定義了一個var,而不是val,因為List 是不可變的。所以我們必須在一個觀察者通過addObserver 方法被添加時創(chuàng)建一個新的列表。
我們會在《第7章 - Scala 對象系統(tǒng)》的“Scala 類型結構”章節(jié)和《第8章 - Scala 函數(shù)式編程》中討論更多有關List 的細節(jié)。現(xiàn)在,注意addObserver 使用了列表的cons “操作符”方法(::)來在一個列表前面加入一個觀察者。Scala 編譯器會聰明地把下面的語句,
- observers ::= observer
轉(zhuǎn)換成如下語句,
- observerobservers = observer :: observers
注意我們寫了observer:: observers,把已存的observers 列表放到了右邊。回憶一下,所有的以: 結尾的方法是右綁定的。所以,前一個語句和下面的語句等價。
- observersobservers = observers.::(observer)
notifyObservers 方法遍歷所有的觀察者,使用foreach 方法,然后對每一個觀察者調(diào)用receiveUpdate 方法。(注意我們使用了“插入”操作符標記法而不是observers.foreach。)我們使用占位符'_' 來縮短下面的表達式,
- (obs) => obs.receiveUpdate(this)
為這樣的表達式,
- _.receiveUpdate(this)
這個表達式實際上是一個“匿名函數(shù)”的函數(shù)體,在Scala 中稱為字面函數(shù)。這和其它語言中的Lambda 表達式或類似結構相似。字面函數(shù)和閉包相關的概念會在《第8章 - Scala 函數(shù)式編程》的“字面函數(shù)和閉包”章節(jié)中被討論。
在Java 中,foreach 方法很可能會接受一個接口,你可能會傳遞一個實現(xiàn)了該接口的類的實例。(比如,典型的Comparable 使用的方法)。
在Scala 中,List[A].foreach 方法期待的參數(shù)類型為(A)=>Unit,這是一個函數(shù),接受一個A 類型的參數(shù),而A 標識了列表的元素的類型(在這個例子中是Observer),然后返回Unit(和Java 的void 一樣)。
注意
我們在這個例子里選擇使用一個var 來表示不可變的觀察者的List。我們也可以使用val 和一個可變的類型,比如ListBuffer。這個選擇會在一個真實的應用程序中顯得更加合理,但是我們希望避免介紹新的類來分散我們的注意。
再一次的,我們從一個小例子里學習了許多Scala 的知識。現(xiàn)在,讓我們來用一用我們的Subject Trait。這里有一個ObservableButton,它繼承了Button,混合了Subject。
- // code-examples/Traits/ui/observable-button.scala
- package ui
- import observer._
- class ObservableButton(name: String) extends Button(name) with Subject {
- override def click() = {
- super.click()
- notifyObservers
- }
- }
我們從導入observer 包的所有東西開始,使用'_' 通配符。實際上,我們在這個包中只定義了Subject Trait。
新的類使用了with 關鍵字把Subject Trait 加到類中。ObserverButton 重寫了click 方法。使用super 關鍵字(參見《第6章 - Scala 高級面向?qū)ο缶幊獭返?ldquo;重寫抽象和具體方法”章節(jié)),它首先調(diào)用了“父類”的方法,Button.click,然后它通知觀察者。因為新的click 方法重寫了Button 的具體實現(xiàn),必須加上override 關鍵字。
with 關鍵字和Java 的對接口使用的implement 關鍵字類似。你可以是頂任意多的Traits,每一個都必須有with 關鍵字。
一個類可以繼承一個Trait,一個Trait 也可以繼承一個類。實際上,我們的Widget 類也可以被聲明為一個Trait。
注意
如果你定義一個類使用一個或多個Traits,而它又不繼承任何類,你必須對第一個列出的Trait 使用extends 關鍵字。
如果你不對第一個Trait 使用extends,例如寫成這樣。
- // ERROR:
- class ObservableButton(name: String) with Button(name) with Subject {...}
你會獲得如下錯誤。
- ... error: ';' expected but 'with' found.
- class ObservableButton(name: String) with Button(name) with Subject {...}
- ^
這個錯誤實際上應該說“with found,but extends expected。”(發(fā)現(xiàn)with 關鍵字,但是期望一個extends。)
要演示這部分代碼,讓我們從一個觀察按鈕點擊和記錄點擊數(shù)目的類開始。
- // code-examples/Traits/ui/button-count-observer.scala
- package ui
- import observer._
- class ButtonCountObserver {
- var count = 0
- def receiveUpdate(subject: Any) = count += 1
- }
左后,讓我們寫一個測試來運用所有的類。我們會使用Specs 庫(在《第14章 - Scala 工具,庫和IDE 支持》的“Specs” 章節(jié)討論) 來寫一個行為驅(qū)動(【BDD】)的“規(guī)范”來測試組合后的Button 和Subject 類型。
- // code-examples/Traits/ui/button-observer-spec.scala
- package ui
- import org.specs._
- import observer._
- object ButtonObserverSpec extends Specification {
- "A Button Observer" should {
- "observe button clicks" in {
- val observableButton = new ObservableButton("Okay")
- val buttonObserver = new ButtonCountObserver
- observableButton.addObserver(buttonObserver)
- for (i <- 1 to 3) observableButton.click()
- buttonObserver.count mustEqual 3
- }
- }
- }
如果你從O'Reilly 網(wǎng)站下載了代碼例子,你可以按照README 文件的指示來編譯和運行這個章節(jié)的例子。specs “目標”的輸出應該包含如下的內(nèi)容。
- Specification "ButtonCountObserverSpec"
- A Button Observer should
- + observe button clicks
- Total for specification "ButtonCountObserverSpec":
- Finished in 0 second, 10 ms
- 1 example, 1 expectation, 0 failure, 0 error
注意字符串“A Button Observer Should”和“observe button clicks” 對應了例子中的字符串。Specs 的輸出提供了一個漂亮的被測試的項目的需求,并假設為這些字符串做了合適的決定。
測試的主題創(chuàng)建了一個“Okay” ObservableButton 和一個ButtonCountObserver,把觀察者給了這個button。按鈕通過for 循環(huán)被按了3次。最后一行要求observer 的計數(shù)等于3。如果你習慣使用XUnit 風格的TDD (測試驅(qū)動開發(fā))工具,例如JUnit 或者ScalaTest(參見《第14章 - Scala 工具,庫和IDE 支持》的“ScalaTest” 章節(jié)),那么最后一行等效于下面的JUnit 斷言。
- assertEquals(3, buttonObserver.count)
注意
Specs 庫(參見“Specs” 章節(jié)) 和ScalaTest 庫(參見“ScalaTest”章節(jié))都支持行為驅(qū)動開發(fā)[BDD],測試驅(qū)動開發(fā)[TDD] 的一種風格,強調(diào)了測試的“規(guī)范”角色。
假設我們只需要一個ObservableButton 實例呢?我們實際上不用聲明一個繼承Subject 的Button 的子類。我們可以在創(chuàng)建實例的時候加上Trait。
下一個例子展示了一個修訂的Specs 文件,它實例化了一個Button,混合了Subject 作為聲明的一部分。
- // code-examples/Traits/ui/button-observer-anon-spec.scala
- package ui
- import org.specs._
- import observer._
- object ButtonObserverAnonSpec extends Specification {
- "A Button Observer" should {
- "observe button clicks" in {
- val observableButton = new Button("Okay") with Subject {
- override def click() = {
- super.click()
- notifyObservers
- }
- }
- val buttonObserver = new ButtonCountObserver
- observableButton.addObserver(buttonObserver)
- for (i <- 1 to 3) observableButton.click()
- buttonObserver.count mustEqual 3
- }
- }
- }
修訂過的observableButton 的聲明實際上創(chuàng)建了一個匿名類,并且像之前那樣重寫了click 方法。和在Java 中創(chuàng)建匿名類的主要區(qū)別是我們可以在過程中引入Trait。Java 不允許你在實例化一個類的時候?qū)崿F(xiàn)一個新的接口。
最后,注意一個實例的繼承結構會因為混合了繼承自其它Traits 的Traits 而變得復雜。我們會在《第7章 - Scala 對象系統(tǒng)》的“對象層次結構的線性化”章節(jié)來討論這些層次結構的細節(jié)。
#p#
可堆疊Traits
我們可以通過一系列精煉來提高我們工作的可重用性,使得我們可以更容易地同時使用一個以上的Trait,例如,“堆疊”它們。
首先,讓我們來引入一個新的Trait,Clickable,一個任意構件響應點擊事件的抽象。
- // code-examples/Traits/ui2/clickable.scala
- package ui2
- Trait Clickable {
- def click()
- }
注意
我們由一個新的包,ui2 開始,這樣我們可以更容易的區(qū)分開下載下來的新舊代碼。
Clickable Trait 看上去就像一個Java 接口;它是完全抽象的。它定義了一個單獨的抽象的方法,click。因為它沒有函數(shù)體,所以稱之為抽象。如果Clickable 是一個類的話,我們則應該在class 關鍵字前面加上abstract 關鍵字。但是這對于Trait 來說不是必須的。
這里是重構過的按鈕類,使用了這個Trait。
- // code-examples/Traits/ui2/button.scala
- package ui2
- import ui.Widget
- class Button(val label: String) extends Widget with Clickable {
- def click() = {
- // Logic to give the appearance of clicking a button...
- }
- }
這段代碼就像Java 實現(xiàn)一個Clickable 接口一樣。
當我們在前面定義ObservableButton 的時候(在“混合Traits”章節(jié)),我們重寫了Button.click 來通知觀察者。而我們在聲明observableButton 為一個按鈕實例的時候,我們直接混合了Subject Trait,它重復了ButtonObserverAnonSpec 的邏輯。讓我們來消除這個重復。
當我們開始用這種方式重構代碼的時候,我們意識到我們實際上不關心“觀察”按鈕;我們關心的是“觀察”點擊。這里是一個單一的專注于觀察點擊的Trait。
- // code-examples/Traits/ui2/observable-clicks.scala
- package ui2
- import observer._
- Trait ObservableClicks extends Clickable with Subject {
- abstract override def click() = {
- super.click()
- notifyObservers
- }
- }
ObservableClick Trait 繼承自Clickable,并且混合了Subject。然后它重寫了click 方法,像在“混合Traits”章節(jié)重寫的方法幾乎一樣的實現(xiàn)。最重要的區(qū)別就是abstract 關鍵字。
仔細看這個方法。它調(diào)用了super.click(),但是這里super 是什么意思?在這里,它看上去只能是聲明了但是沒有定義click 方法的Clickable,或者Subject,它并沒有click 方法。所以,super 的身份還不一定,至少現(xiàn)在還不一定。
實際上,super 會在這個Trait 混入一個定義了具體click 方法的實例的時候被綁定。這樣,我們需要在ObservableClicks.click 前加上abstract 關鍵字來告訴編譯器(或者讀者)click 還沒有被完全實現(xiàn),即使ObservableClicks.click 有一個函數(shù)體。
注意
除了聲明抽象類,abstract 關鍵字只在Trait 的方法有函數(shù)體,但是調(diào)用了在父類沒有具體實現(xiàn)的super 的方法的時候需要。
讓我們在Specs 測試中和Button 類以及它的具體click 方法一起使用這個Trait。
- // code-examples/Traits/ui2/button-clickable-observer-spec.scala
- package ui2
- import org.specs._
- import observer._
- import ui.ButtonCountObserver
- object ButtonClickableObserverSpec extends Specification {
- "A Button Observer" should {
- "observe button clicks" in {
- val observableButton = new Button("Okay") with ObservableClicks
- val buttonClickCountObserver = new ButtonCountObserver
- observableButton.addObserver(buttonClickCountObserver)
- for (i <- 1 to 3) observableButton.click()
- buttonClickCountObserver.count mustEqual 3
- }
- }
- }
把這段代碼和ButtonObserverAnonSpec 比較。我們初始化了一個Button,混入ObservableClicks Trait,但是這次我們不需要重寫click 方法。所以,這個Button 的使用者不用惦記著重寫一個合適的click。這部分工作已經(jīng)由ObservableClicks 完成。想要的行為在我們需要的時候被聲明性地組合到代碼里去。
讓我們再來加入一個Trait。JavaBeans 規(guī)范[JavaBeanSpec] 有“可否決”事件的概念,是說JavaBean 修改的監(jiān)聽者可以否決修改。讓我們來用Trait 來實現(xiàn)一個類似的機制,用來否決一系列的點擊。
- // code-examples/Traits/ui2/vetoable-clicks.scala
- package ui2
- import observer._
- Trait VetoableClicks extends Clickable {
- val maxAllowed = 1 // default
- private var count = 0
- abstract override def click() = {
- if (count < maxAllowed) {
- count += 1
- super.click()
- }
- }
- }
再一次,我們重寫了click 方法。和以前一樣,必須聲明這個重寫是抽象的。允許點擊的數(shù)目默認值是1。你可能想知道這里的默認是什么?這個字段不是被聲明為val 嗎? 我們沒有聲明構造函數(shù)用其它值來初始化它。我們會在《第6章 - Scala 高級面向?qū)ο缶幊獭返?rdquo;重寫類和Traits 的成員“ 重溫這個問題。
這個Trait 還聲明了一個count 變量來記錄我們觀察到的點擊。它被定義為private (私有的),所以它對于Trait 外部的域來說是不可見的(參見《第5章 - Scala 基礎面向?qū)ο缶幊獭返?rdquo;可見域規(guī)則“)。被重寫的click 方法會增加count。它只在count 小于等于maxAllowed 數(shù)目的時候調(diào)用super.click()。
這里是展示ObservableClicks 和VetoableClicks 一起工作的Specs 對象。注意每一個Trait 都需要一個單獨的with 關鍵字,和Java 對于implements 指令只要一個關鍵字和用逗號隔開名稱的實現(xiàn)方式不一樣。
- // code-examples/Traits/ui2/button-clickable-observer-vetoable-spec.scala
- package ui2
- import org.specs._
- import observer._
- import ui.ButtonCountObserver
- object ButtonClickableObserverVetoableSpec extends Specification {
- "A Button Observer with Vetoable Clicks" should {
- "observe only the first button click" in {
- val observableButton =
- new Button("Okay") with ObservableClicks with VetoableClicks
- val buttonClickCountObserver = new ButtonCountObserver
- observableButton.addObserver(buttonClickCountObserver)
- for (i <- 1 to 3) observableButton.click()
- buttonClickCountObserver.count mustEqual 1
- }
- }
- }
觀察者的計數(shù)應該是1。observableButton 有下面的語句聲明,
- new Button("Okay") with ObservableClicks with VetoableClicks
我們可以推斷VetoableClicks 重寫的click 在ObservableClicks 重寫的click 之前被調(diào)用。大概地講,因為我們的匿名類沒有定義自己的click,所以這個方法會按照聲明從右到左開始尋找。實際上比這個更復雜,我們會在《第7章 - Scala 對象系統(tǒng)》的”對象結構的線性化“ 章節(jié)討論。
同時,如果我們把使用Trait 的順序反過來會發(fā)生什么呢?
- // code-examples/Traits/ui2/button-vetoable-clickable-observer-spec.scala
- package ui2
- import org.specs._
- import observer._
- import ui.ButtonCountObserver
- object ButtonVetoableClickableObserverSpec extends Specification {
- "A Vetoable Button with Click Observer" should {
- "observe all the button clicks, even when some are vetoed" in {
- val observableButton =
- new Button("Okay") with VetoableClicks with ObservableClicks
- val buttonClickCountObserver = new ButtonCountObserver
- observableButton.addObserver(buttonClickCountObserver)
- for (i <- 1 to 3) observableButton.click()
- buttonClickCountObserver.count mustEqual 3
- }
- }
- }
現(xiàn)在觀察者的計數(shù)應該是3。ObservableClicks 現(xiàn)在比VetoableClicks 擁有更高的優(yōu)先級,所以點擊的計數(shù)會增加,即使有些點擊在接下來的動作中被否決!
所以,為了防止Trait 之間互相影響導致不可預料的后果,聲明的順序很重要。也許另外一個教訓是,把對象分拆成太多細密的Traits 可能會值得你代碼的執(zhí)行變得復雜費解。
把你的程序分割成小的,個所有長的Trait 是個創(chuàng)建可重用,可伸縮的抽象和”組件“的強大方式。復雜的行為可以通過聲明Trait 的組合來完成。我們會在《第13章 - 應用程序設計》的“可伸縮的抽象”中更多地探索這個概念。
構造Traits
Traits 不支持輔助構造函數(shù),它們也不支持在主構造函數(shù),Trait 的主體里的參數(shù)列表。Traits 可以繼承類或者其它Trait。然而,因為它們不能給父類的構造函數(shù)傳遞參數(shù)(哪怕是字面值),所以Traits 只能繼承有無參數(shù)的主/副構造函數(shù)的類。
然而,不像類,Trait 的主體在每次使用Trait 創(chuàng)建一個實例的時候都會被執(zhí)行,正如下面的腳本所演示。
- // code-examples/Traits/Trait-construction-script.scala
- Trait T1 {
- println( " in T1: x = " + x )
- val x=1
- println( " in T1: x = " + x )
- }
- Trait T2 {
- println( " in T2: y = " + y )
- val y="T2"
- println( " in T2: y = " + y )
- }
- class Base12 {
- println( " in Base12: b = " + b )
- val b="Base12"
- println( " in Base12: b = " + b )
- }
- class C12 extends Base12 with T1 with T2 {
- println( " in C12: c = " + c )
- val c="C12"
- println( " in C12: c = " + c )
- }
- println( "Creating C12:" )
- new C12println( "After Creating C12" )
用scala 命令運行這段腳本會得到以下輸出。
- Creating C12:
- in Base12: b = null
- in Base12: b = Base12
- in T1: x = 0
- in T1: x = 1
- in T2: y = null
- in T2: y = T2
- in C12: c = null
- in C12: c = C12
- After Creating C12
注意類和Trait 構造函數(shù)的調(diào)用順序。因為C12 的聲明繼承自Base12 with T1 with T2,這個類結構的構造順序是從左到右的,從基類Base12 開始,接著是Traits T1 和T2,最后是C12 的構造主體。(對于構造任意復雜的結構,參見《第7章 - Scala 對象系統(tǒng)》的“對象結構的線性化”章節(jié)。)
所以,雖然你不能傳遞構造參數(shù)給Trait,你可以用默認值初始化字段,或讓它們繼續(xù)抽象。我們實際上在前面的Subject Trait 中見過, Subject.observers 字段被初始化為一個空列表。
如果Trait 的一個具體字段沒有合適的默認值,那么就沒有一個“萬無一失”的方式來初始化這個值了。所有的其它方法都需要這個Trait 的用戶的一些特別步驟,這很容易發(fā)生錯誤,因為他們可能會做錯甚至忘記去做。也許這個字段應該繼續(xù)作為抽象字段,這樣類和其它Trait 使用它的時候會被強制定義一個合適的值。我們會在《第6章 - Scala 高級面向?qū)ο缶幊獭分性敿氂懻撝貙懗橄蠛途唧w成員。
另外一個解決方案是把這個字段轉(zhuǎn)移到一個單獨的類中,這樣構造過程可以保證用戶可以提供正確的初始化數(shù)據(jù)。這樣也許應該說這整個Trait 實際上應該是一個類,這樣你才能定義一個構造函數(shù)來初始化這個字段。
類還是Trait?
當我們考慮是否一個“概念”應該成為一個Trait 或者一個類的時候,記住作為混入的Trait 對于“附屬”行為來說最有意義。如果你發(fā)現(xiàn)某一個Trait 經(jīng)常作為其它類的父類來用,導致子類會有像父Trait 那樣的行為,那么考慮把它定義為一個類吧,讓這段邏輯關系更加清晰。(我們說像。。。的行為,而不是是。。。,因為前者是繼承更精確的定義,基于Liskov Substitution Principle -- 例如參見 [Martin2003]。)
提示
在Trait 里避免不能用合適的默認值初始化的具體字段。使用抽象字段,或者把這個Trait 轉(zhuǎn)換成一個有構造函數(shù)的類。當然,無狀態(tài)Trait 沒有初始化的問題。
一個實例應該從構造過程結束開始,永遠都在一個已知的有效的狀態(tài)下,這是優(yōu)秀的面向?qū)ο笤O計的基本原則。
概括,及下章預告
在這一章,我們學習了如何使用Trait 來封裝和共享類之間正交的關注點。我們也學習了何時,以及如何使用Trait,如果“堆疊”多個Trait,以及初始化Trait 的成員的規(guī)則。
在下一章,我們會探索Scala 編程中的面向?qū)ο蠡A。即使你是一個面向?qū)ο缶幊痰睦鲜郑阋矔Mㄟ^閱讀下面的章節(jié)來理解Scala 面向?qū)ο蠓椒ǖ姆椒矫婷妗?/p>
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