Programming In Scala笔记-第六章、函数式对象

2021年9月4日 29点热度 0条评论 来源: dabokele

  这一章主要是以定义和完善一个有理数类Rational为线索,分析和介绍有关类定义,构造函数,方法重写,变量定义和私有化,以及对操作符的定义等。

一、Rational类定义和构造函数

1、定义一个空类

class Rational(n: Int, d: Int)

  如果一个class没有函数体时,可以不用写花括号,上面的代码是最简形式。圆括号中的n和d是类参数,Scala编译器会根据这两个类参数,为该类生成一个对应的包含两个参数的主构造函数。
  在文本编辑器中输入以上代码后,保存为Rational.scala类型,使用scalac命令进行编译

scalac Rational.scala

  然后使用javap -private类名的方式查看编译后的class文件内容

javap -private Rational

  反编译后的结果如下
  

2、主构造函数定义
  上面对Rational类的定义是最简单的形式。如果需要往主构造函数中增加逻辑,可以在类定义之后用花括号包含一些代码

class Rational(n: Int, d: Int) { 
  println("Created "+ n +"/"+ d)
}

  编译后,使用jd.exe查看反编译的代码,这一段println语句被加载到了主构造函数中。
  

  使用这个类定义构造一个Rational对象,
  

3、辅助构造函数的定义
  有时候一个类除了主构造函数之外,还需要定义多个不同形式的辅助构造函数。上面定义的主构造函数中,需要传入分子和分母两个参数。接下来定义一个只接收一个参数的构造函数,如果传入一个参数,则分母取默认值1。

class Rational(n: Int, d: Int) { 
  require(d != 0)
  val numer: Int = n
  val denom: Int = d

  def this(n: Int) = this(n, 1)

  override def toString = numer + "/" + denom
  def add(that: Rational): Rational =
    new Rational(numer * that.denom + that.numer * denom, denom * that.denom)
}

  在Scala中每一个辅助构造函数的定义中必须首先调用另外一个构造函数,不管是另外一个辅助构造函数,还是主构造函数。所以,任何一个构造函数,最终都会直接或间接的调用了主构造函数。

二、重写toString方法

  上面的代码中,new一个Rational对象后得到的返回值res0会调用其默认的toString方法。如果需要重写toString

class Rational(n: Int, d: Int) { 
  override def toString = n + "/" + d
}

  反编译后如下
  
  初始化一个Rational对象,重写方法与Java中类似,需要在前面加一个override关键字。
  
  

三、设置类的先决条件

  有理数可以写成分子/分母的形式,需要保证分母不为0。在不加这个限制条件时,
  

  可以实现一个require方法来达到这个目的,require接收一个boolean类型的参数
  

class Rational(n: Int, d: Int) { 
  require(d != 0)
  override def toString = n + "/" + d
}

  此时再次执行上面的new Rational(1, 0),就会出现如下报错提示
  

四、定义变量

  接下来为Rational类定义一个add方法,该方法可以接收另一个Rational类型的对象并计算两者的和,返回一个求和后的Rational对象。
  按照Java中的思想,定义如下

class Rational(n: Int, d: Int) { require(d != 0) override def toString = n + "/" + d def add(that: Rational): Rational = new Rational(n * that.d + that.n * d, d * that.d) }

  但是上面这段代码,在编译的时候就会报错
  

  正确的定义如下,

class Rational(n: Int, d: Int) { 
  require(d != 0)
  val numer: Int = n
  val denom: Int = d
  override def toString = numer + "/" + denom
  def add(that: Rational): Rational =
    new Rational(numer * that.denom + that.numer * denom, denom * that.denom)
}

  执行下面三行代码

val oneHalf = new Rational(1, 2)

val twoThirds = new Rational(2, 3)

oneHalf add twoThirds

  结果如下
  

  也可以直接访问某个对象的变量值,

val r = new Rational(1, 2)
r.numer
r.denom

  

五、私有变量和方法

  写成分子除以分母形式的有理数,可以根据分子和分母的最大公约数进行化简。为此,可以在Rational类中定义一个求两个整数最大公约数的方法,这个方法只在Rational内部调用,可以定义为private类型,防止外部调用。得到的最大公约数也定义为private类型。

class Rational(n: Int, d: Int) { 
  require(d != 0)

  private val g = gcd(n.abs, d.abs)
  val numer: Int = n / g
  val denom: Int = d / g

  def this(n: Int) = this(n, 1)

  def add(that: Rational): Rational =
    new Rational(numer * that.denom + that.numer * denom, denom * that.denom)

  override def toString = numer + "/" + denom

  private def gcd(a: Int, b: Int): Int =
    if (b == 0) a else gcd(b, a %b)
}

六、this关键字

  接下来,如果需要为Rational对象增加一个lessThan方法用于比较两个Rational对象的大小,增加一个max方法,用于获取两个Rational对象中值最大的那个。可以使用如下代码

def lessThan(that: Rational) = 
  this.numer * that.denom < that.number * this.denom

def max(that: Rational) = 
  if (this.lessThan(that)) that else this

  代码中的this关键字,指向当前对象本身。

七、定义操作符

  上面定义了Rational类型的add方法用于求两个有理数之和,add方法的使用是a add b,其中a和b都是Rational类型的。如果a和b都是int或者double类型,求两者之和直接是a + b的形式,那么如何使Rational类型变量也支持+操作呢?
  在前面的博客中提到过a + b实际上是a.+(b)的形式,如果把add方法直接命名成+,如下

class Rational(n: Int, d: Int) { 
  require(d != 0)

  private val g = gcd(n.abs, d.abs)
  val numer: Int = n / g
  val denom: Int = d / g

  def this(n: Int) = this(n, 1)

  def + (that: Rational): Rational =
    new Rational(numer * that.denom + that.numer * denom, denom * that.denom)

  def * (that: Rational): Rational =
    new Rational(numer * that.numer, denom * that.denom)
  override def toString = numer + "/" + denom

  private def gcd(a: Int, b: Int): Int =
    if (b == 0) a else gcd(b, a %b)
}

  调用+*方法

val x = new Rational(1, 2)
val y = new Rational(2, 3)
x + y
x * y

  结果如下:
  

八、方法重载

  有时候,需要定义多个方法名相同,但是参数类型或个数不相同的重载方法。比如上一步中的+*方法,都必须接收Rational类型的参数,如果想要传递一个Int型参数进行求和或求积运算,程序就会报错。为此,需要重新定义方法名为+*,但是接收参数为Int型的两个方法。

class Rational(n: Int, d: Int) { require(d != 0) private val g = gcd(n.abs, d.abs) val numer: Int = n / g val denom: Int = d / g def this(n: Int) = this(n, 1) def + (that: Rational): Rational = new Rational(numer * that.denom + that.numer * denom, denom * that.denom) def + (i: Int): Rational = new Rational(numer + I * denom, denom) def * (that: Rational): Rational = new Rational(numer * that.numer, denom * that.denom) def * (i: Int): Rational = new Rational(numer * i, denom) override def toString = numer + "/" + denom private def gcd(a: Int, b: Int): Int = if (b == 0) a else gcd(b, a %b) }

九、Implicit关键字隐式转换

  经过上面的定义之后,可以支持Rational类型变量乘以Int变量的操作了。

val r = new Rational(1, 2)
r * 2

  结果如下
  
  但是,如果反过来,输入2 * r是会报错的,
  

  这是由于2 * r实质上调用的是2的*方法,而对于Int类型的2来说,是不支持传入一个Rational类型变量做乘法的。

  如果需要支持这种用法,可以使用implict关键字加入如下一行代码

implicit def intToRational(x: Int) = new Rational(x)

  上面这一行代码会告诉Scala编译器自动使用该方法处理Int型的变量,重新执行2 * r命令
  

    原文作者:dabokele
    原文地址: https://blog.csdn.net/dabokele/article/details/52589371
    本文转自网络文章,转载此文章仅为分享知识,如有侵权,请联系管理员进行删除。