15 Scala面向对象编程之类与对象

在Scala中，面向对象编程是其核心思想之一。相较于函数式编程关注的不变性和高阶函数，面向对象编程强调的是如何将数据与逻辑封装在类和对象中。在本篇文章中，我们将深入探讨Scala的类与对象，以及如何在实际开发中利用它们。

1. 类的定义

Scala的类使用class关键字定义。一个类可以包含属性（字段）和方法。以下是一个简单的类的示例：

class Person(val name: String, var age: Int) {
  def greet(): String = {
    s"Hello, my name is $name and I am $age years old."
  }
}

1.1 属性和方法

在上面的代码中，Person类有两个属性：name（只读属性）和age（可读写属性）。使用val定义的属性在初始化后不能被修改，而使用var定义的属性则可以被更新。

greet方法返回一个字符串，包含了name和age的值。注意，Scala使用s"..."字符串插值语法来轻松构造包含变量的字符串。

2. 对象的创建

val person1 = new Person("Alice", 25)
println(person1.greet()) // 输出: Hello, my name is Alice and I am 25 years old.

使用new关键字创建类的实例。在上面的示例中，我们创建了一个名为person1的Person对象，并调用其greet方法。

3. 主构造器与辅助构造器

Scala允许使用主构造器和辅助构造器。一旦定义了主构造器，您可以在类体内定义多个辅助构造器。

3.1 主构造器

主构造器在类定义时直接定义。如果需要额外的逻辑，可以在类体中使用this关键字调用辅助构造器。

3.2 辅助构造器示例

class Person(val name: String, var age: Int) {
  def this(name: String) = {
    this(name, 0) // 默认年纪为0
  }

  def greet(): String = {
    s"Hello, my name is $name and I am $age years old."
  }
}

在上面的例子中，我们定义了一个辅助构造器，当只提供名字时，age自动设为0。

val person2 = new Person("Bob")
println(person2.greet()) // 输出: Hello, my name is Bob and I am 0 years old.

4. 访问修饰符

Scala中有几种访问修饰符，包括private和protected。

4.1 private修饰符

private使得属性只对当前类可见：

class BankAccount(private var balance: Double) {
  def deposit(amount: Double): Unit = {
    balance += amount
  }

  def getBalance: Double = balance
}

在这个例子中，balance是一个私有属性，只有通过deposit和getBalance方法才能访问。

4.2 protected修饰符

protected属性可被子类访问：

class Animal {
  protected var name: String = ""
}

class Dog extends Animal {
  def setName(newName: String): Unit = {
    name = newName
  }

  def getName: String = name
}

5. 伴生对象

伴生对象是与类同名的对象，使用object关键字定义。伴生对象可以访问类中的私有属性和方法。

5.1 伴生对象示例

class Circle(val radius: Double) {
  def area: Double = Math.PI * radius * radius
}

object Circle {
  def apply(radius: Double): Circle = new Circle(radius) // 工厂方法
}

在此例中，伴生对象Circle定义了一个apply方法，允许使用Circle(5)的方式创建Circle对象。

val circle = Circle(5)
println(circle.area) // 输出: 78.53981633974483

结论

在本篇文章中，我们学习了Scala中类与对象的基本概念，涵盖了类的定义、对象的创建、构造器、访问修饰符及伴生对象等内容。这一切都是为了在实际应用中，更好地利用面向对象的特性去组织和结构化代码。

在下一篇文章中，我们将讨论面向对象编程中的继承与多态，这将使我们能够在已有类的基础上扩展功能，实现更复杂的逻辑。希望通过本系列教程，您能逐步掌握Scala的面向对象特性，为您今后的编程之路打下坚实的基础。