Scala中的Class、Object、Trait和Sealed Trait

Question

我来自面向对象编程（OOP）背景，希望清楚地了解Scala中的Object、Classes、Trait、Sealed Trait和Case Classes。以下是我目前所理解的内容：

我们创建 Object，当我们想要在其中编写一些实用程序函数并可以直接访问它，而无需像Java中的“Static”类那样使用“new”关键字。

我们创建 Classes，当我们编写动词意味着一个对象及其行为封装同样类似于我们在Java中编写类时，并使用“new”关键字对其进行实例化。

我们创建 Trait，当我们想要编写与Java中的抽象类相同的代码时。

我们创建 Sealed Trait，当我们想要实现与Java中Enum相同的功能时。

我们创建 Case classes，当我们期望该类可用于将来的模式匹配，类似于Java中的instanceOf。

我的理解是否正确？

- Arpit Aggarwal

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仅针对“Trait”进行评论：由于您的类可以继承多个Trait（混入），因此我不会将其与Java抽象类进行比较。 - GhostCat

你的意思是说，我们可以在类中扩展多个Trait，但Java限制我们一次只能扩展一个类？如果是这样，还有其他区别吗？ - Arpit Aggarwal

是的，您可以扩展任意数量的特质。 - Diego Martinoia

Answer 1

如果你从面向对象编程的角度看待它们，那么你所陈述的大多数事实基本上是正确的。但是我们还有更多东西需要探讨。

对象

在Scala中，对象可以被视为模块，从函数式编程的角度来看。它们确实用于聚合你所称之为“实用函数”的类似函数。但是它们还具有其他含义。

object可以被视为单例对象，因为你可以拥有一个继承特定trait或class的object。

trait Bird
object Duck extends Bird

你还有伴生对象的概念。它是一个具有与该类相关模块函数的对象，您甚至可以从类中引用private成员。

class Dog {
  def eat(food: Food) = Dog.preferredFoods.contains(food)
}

object Dog {
  private val preferredFoods = List(Ribeye, DogFood, Banana)
  def walk(dog: Dog) = ???
}

类

你对类的理解是正确的。它们与Java的概念密切相关。

Trait

在Scala中，将trait视为abstract class的一种方式。但请注意，你也可以在Scala中拥有一个abstract class，其行为与Java中相同。那么它们的区别是什么呢？

正如评论中指出的那样，可以将多个trait混合在一起。此外，如果一个trait完全是抽象的，即所有方法都像Java中的抽象类一样都是抽象的，那么trait也可以被看作是一个Java的interface。实际上，如果你的目标是与Java进行交互操作，这是声明interface的方式。

sealed trait只是告诉编译器，除了与之同文件中的其他类或特质以外，你不会有任何其他继承该类的情况。这有助于模式匹配，就像case类一样。因此编译器能够发出警告，告诉您模式匹配是否穷尽。但是请注意，Scala还有enum。

Case类

可以将case类与sealed trait一起使用来进行模式匹配。但case class更像是一个“值类”。“case”使编译器生成大量样板代码，因此你不必自己写。

你可以拥有自动的“伴生对象”，因此你可以在没有new关键字的情况下实例化该对象，并使用自动生成的apply函数。

你还可以自动获得hashCode、equals、toString和copy实现。并且对于所有构造函数的参数，你都可以自动获得val。

scala> case class Room(area: Int)
defined class Room

scala> var r = Room(16)
r: Room = Room(16)

scala> r.hashCode
res2: Int = 1313771839

scala> r == Room(16)
res3: Boolean = true

scala> r == Room(15)
res4: Boolean = false

scala> r.toString
res5: String = Room(16)

scala> r.area
res6: Int = 16

scala> case class Point(x: Int, y: Int)
defined class Point

scala> val p = Point(1, 1)
p: Point = Point(1,1)

scala> val p1 = p.copy(y = 0)
p1: Point = Point(1,0)

- alcarv