Scala第十六章节

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章节目标

1. 掌握泛型方法, 类, 特质的用法
2. 了解泛型上下界相关内容
3. 了解协变, 逆变, 非变的用法
4. 掌握列表去重排序案例

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1. 泛型

泛型的意思是泛指某种具体的数据类型, 在Scala中, 泛型用[数据类型]表示. 在实际开发中, 泛型一般是结合数组或者集合来使用的, 除此之外, 泛型的常见用法还有以下三种:

• 泛型方法
• 泛型类
• 泛型特质

1.1 泛型方法

泛型方法指的是把泛型定义到方法声明上, 即:该方法的参数类型是由泛型来决定的. 在调用方法时, 明确具体的数据类型.

格式

def 方法名[泛型名称](..) = {//...
}

需求

定义方法getMiddleElement(), 用来获取任意类型数组的中间元素.

• 思路一: 不考虑泛型直接实现（基于Array[Int]实现）
• 思路二: 加入泛型支持.

参考代码

//案例: 泛型方法演示.
//细节: 泛型方法在调用方法的时候 明确具体的数据类型.
object ClassDemo01 {//需求: 用一个方法来获取任意类型数组的中间的元素//思路一:不考虑泛型直接实现（基于Array[Int]实现）//def getMiddleElement(arr: Array[Int]) = arr(arr.length / 2)//思路二: 加入泛型支持def getMiddleElement[T](arr: Array[T]) = arr(arr.length / 2)def main(args: Array[String]): Unit = {//调用方法println(getMiddleElement(Array(1, 2, 3, 4, 5)))println(getMiddleElement(Array("a", "b", "c")))}
}

1.2 泛型类

泛型类指的是把泛型定义到类的声明上, 即:该类中的成员的参数类型是由泛型来决定的. 在创建对象时, 明确具体的数据类型.

格式

class 类[T](val 变量名: T)

需求

1. 定义一个Pair泛型类, 该类包含两个字段，且两个字段的类型不固定.
2. 创建不同类型的Pair泛型类对象，并打印.

参考代码

//案例: 泛型-演示泛型类的使用.
//泛型类: 在创建对象的时候, 明确具体的数据类型.
object ClassDemo02 {//1. 实现一个Pair泛型类//2. Pair类包含两个字段，而且两个字段的类型不固定class Pair[T](var a:T, var b:T)def main(args: Array[String]): Unit = {//3. 创建不同类型泛型类对象，并打印var p1 = new Pair[Int](10, 20)println(p1.a, p1.b)var p2 = new Pair[String]("abc", "bcd")println(p2.a, p2.b)}
}

1.3 泛型特质

泛型特质指的是把泛型定义到特质的声明上, 即:该特质中的成员的参数类型是由泛型来决定的. 在定义泛型特质的子类或者子单例对象时, 明确具体的数据类型.

格式

trait 特质A[T] {//特质中的成员
}class 类B extends 特质A[指定具体的数据类型] {//类中的成员
}

需求

1. 定义泛型特质Logger, 该类有一个变量a和show()方法, 它们都是用Logger特质的泛型.
2. 定义单例对象ConsoleLogger, 继承Logger特质.
3. 打印单例对象ConsoleLogger中的成员.

参考代码

//案例: 演示泛型特质.
object ClassDemo03 {//1. 定义泛型特质Logger, 该类有一个a变量和show()方法, 都是用Logger特质的泛型.trait Logger[T] {//定义变量val a:T//定义方法.def show(b:T) = println(b)}//2. 定义单例对象ConsoleLogger, 继承Logger特质.object ConsoleLogger extends Logger[String]{override val a: String = "张三"}//main方法, 作为程序的主入口.def main(args: Array[String]): Unit = {//3. 打印单例对象ConsoleLogger中的成员.println(ConsoleLogger.a)ConsoleLogger.show("10")}
}

2. 上下界

我们在使用泛型(方法, 类, 特质)时，如果要限定该泛型必须从哪个类继承、或者必须是哪个类的父类。此时，就需要使用到泛型的上下界。

2.1 上界

使用T <: 类型名表示给类型添加一个上界，表示泛型参数必须要从该类（或本身）继承.

格式

[T <: 类型]

例如: [T <: Person]的意思是, 泛型T的数据类型必须是Person类型或者Person的子类型

需求

1. 定义一个Person类
2. 定义一个Student类，继承Person类
3. 定义一个泛型方法demo()，该方法接收一个Array参数.
4. 限定demo方法的Array元素类型只能是Person或者Person的子类
5. 测试调用demo()方法，传入不同元素类型的Array

参考代码

//案例: 演示泛型的上下界之  上界.
object ClassDemo04 {//1. 定义一个Person类class Person//2. 定义一个Student类，继承Person类class Student extends Person//3. 定义一个demo泛型方法，该方法接收一个Array参数，//限定demo方法的Array元素类型只能是Person或者Person的子类def demo[T <: Person](arr: Array[T]) = println(arr)def main(args: Array[String]): Unit = {//4. 测试调用demo，传入不同元素类型的Array//demo(Array(1, 2, 3))          //这个会报错, 因为只能传入Person或者它的子类型.demo(Array(new Person()))demo(Array(new Student()))}
}

2.2 下界

使用T >: 数据类型表示给类型添加一个下界，表示泛型参数必须是从该类型本身或该类型的父类型.

格式

[T >: 类型]

注意:

1. 例如: [T >: Person]的意思是, 泛型T的数据类型必须是Person类型或者Person的父类型
2. 如果泛型既有上界、又有下界。下界写在前面，上界写在后面. 即: [T >: 类型1 <: 类型2]

需求

1. 定义一个Person类
2. 定义一个Policeman类，继承Person类
3. 定义一个Superman类，继承Policeman类
4. 定义一个demo泛型方法，该方法接收一个Array参数，
5. 限定demo方法的Array元素类型只能是Person、Policeman
6. 测试调用demo，传入不同元素类型的Array

参考代码

//案例: 演示泛型的上下界之 下界.
//如果你在设定泛型的时候, 涉及到既有上界, 又有下界, 一定是: 下界在前, 上界在后.
object ClassDemo05 {//1. 定义一个Person类class Person//2. 定义一个Policeman类，继承Person类class Policeman extends Person//3. 定义一个Superman类，继承Policeman类class Superman extends Policeman//4. 定义一个demo泛型方法，该方法接收一个Array参数，//限定demo方法的Array元素类型只能是Person、Policeman//          下界          上界def demo[T >: Policeman <: Policeman](arr: Array[T]) = println(arr)def main(args: Array[String]): Unit = {//5. 测试调用demo，传入不同元素类型的Array//demo(Array(new Person))demo(Array(new Policeman))//demo(Array(new Superman))     //会报错, 因为只能传入: Policeman类获取它的父类型, 而Superman是Policeman的子类型, 所以不行.}
}

3. 协变、逆变、非变

在Spark的源代码中大量使用到了协变、逆变、非变，学习该知识点对我们将来阅读spark源代码很有帮助。

• 非变: 类A和类B之间是父子类关系, 但是Pair[A]和Pair[B]之间没有任何关系.
• 协变: 类A和类B之间是父子类关系, Pair[A]和Pair[B]之间也有父子类关系.
• 逆变: 类A和类B之间是父子类关系, 但是Pair[A]和Pair[B]之间是子父类关系.

如下图:

3.1 非变

语法格式

class Pair[T]{}

• 默认泛型类是非变的
• 即: 类型B是A的子类型，Pair[A]和Pair[B]没有任何从属关系

3.2 协变

语法格式

class Pair[+T]

• 类型B是A的子类型，Pair[B]可以认为是Pair[A]的子类型
• 参数化类型的方向和类型的方向是一致的。

3.3 逆变

语法格式

class Pair[-T]

• 类型B是A的子类型，Pair[A]反过来可以认为是Pair[B]的子类型
• 参数化类型的方向和类型的方向是相反的

3.4 示例

需求

1. 定义一个Super类、以及一个Sub类继承自Super类
2. 使用协变、逆变、非变分别定义三个泛型类
3. 分别创建泛型类对象来演示协变、逆变、非变

参考代码

//案例: 演示非变, 协变, 逆变.
object ClassDemo06 {//1. 定义一个Super类、以及一个Sub类继承自Super类class Super               //父类class Sub extends Super   //子类//2. 使用协变、逆变、非变分别定义三个泛型类class Temp1[T]            //非变class Temp2[+T]           //协变class Temp3[-T]           //逆变.def main(args: Array[String]): Unit = {//3. 分别创建泛型类来演示协变、逆变、非变//演示非变.val t1:Temp1[Sub] = new Temp1[Sub]//val t2:Temp1[Super] = t1          //编译报错, 因为非变是: Super和Sub有父子类关系, 但是Temp1[Super] 和 Temp1[Sub]之间没有关系.//演示协变val t3:Temp2[Sub] = new Temp2[Sub]val t4:Temp2[Super] = t3          //不报错, 因为协变是: Super和Sub有父子类关系, 所以Temp2[Super] 和 Temp2[Sub]之间也有父子关系.//Temp2[Super]是父类型,   Temp2[Sub]是子类型.//演示逆变val t5:Temp3[Super]  = new Temp3[Super]val t6:Temp3[Sub] = t5          //不报错, 因为逆变是:  Super和Sub有父子类关系, 所以Temp3[Super] 和 Temp3[Sub]之间也有子父关系.//Temp3[Super]是子类型,   Temp3[Sub]是父类型.}
}

4. 案例: 列表去重排序

4.1 需求

1. 已知当前项目下的data文件夹中有一个1.txt文本文件, 文件内容如下:

   11
   6
   5
   3
   22
   9
   3
   11
   5
   1
   2
   

2. 对上述数据去重排序后, 重新写入到data文件夹下的2.txt文本文件中, 即内容如下:

   1
   2
   3
   5
   6
   9
   11
   22
   

4.2 目的

考察泛型, 列表, 流相关的内容.

4.3 参考代码

import java.io.{BufferedWriter, FileWriter}
import scala.io.Source//案例: 列表去重排序, 并写入文件.
object ClassDemo07 {def main(args: Array[String]): Unit = {//1. 定义数据源对象.val source = Source.fromFile("./data/1.txt")//2. 从指定文件中读取所有的数据(字符串形式)val list1:List[String] = source.mkString.split("\\s+").toList//3. 把List[String]列表转换成List[Int]val list2:List[Int] = list1.map(_.toInt)//4. 把List[Int]转换成Set[Int], 对列表元素去重.val set:Set[Int] = list2.toSet//5. 把Set[Int]转成List[Int], 然后升序排列val list3:List[Int] = set.toList.sorted//println(list3)//6. 把数据重新写入到data文件夹下的2.txt文件中.val bw = new BufferedWriter(new FileWriter("./data/2.txt"))for(i <- list3) {bw.write(i.toString)bw.newLine()    //别忘记加换行}//7. 释放资源bw.close()}
}

st[Int]转换成Set[Int], 对列表元素去重.
val set:Set[Int] = list2.toSet
//5. 把Set[Int]转成List[Int], 然后升序排列
val list3:List[Int] = set.toList.sorted
//println(list3)
//6. 把数据重新写入到data文件夹下的2.txt文件中.
val bw = new BufferedWriter(new FileWriter(“./data/2.txt”))
for(i <- list3) {
bw.write(i.toString)
bw.newLine() //别忘记加换行
}
//7. 释放资源
bw.close()
}
}