Java 接口 (interface) and Scala 特质 (trait)

摘要：本文将简要介绍Java中的接口(interface)，Java 8中接口default方法，以及Scala中的特质(trait)，同时会比较Java接口与Scala特质的相似与差异。

1. Java 接口 (interface) 介绍

1.1 Java传统的接口 (interface)

Java接口是一系列方法的声明，是一些方法特征的集合，一个接口只有方法的特征没有方法的实现，因此这些方法可以在不同的地方被不同的类实现，而这些实现可以具有不同的行为（功能）。

Java接口本身没有任何实现，因为Java接口不涉及表象，而只描述public行为，所以Java接口比Java抽象类更抽象化。

Java接口的方法只能是抽象的和公开的，Java接口不能有构造器，Java接口可以有public、静态的和final属性。即接口中的属性可以定义为 public static final int value=5;

假设我们有用于记录日志的Logger接口，有两种不同的实现方式，一种是输出的到Console，一种是输出到文件。

以下为参考实现：

Logger接口 (interface):

publicinterface Logger {

    //only public, static and final property is permitted

    publicstaticfinalintmaxLength = 50;

 

    //only public and abstract method

    publicabstractvoid log(String msg);

}

ConsoleLogger输出到Console：

publicclass ConsoleLogger implements Logger {

 

    @Override

    publicvoid log(String msg) {

        System.out.println(msg);

    }

}

FileLogger输出到文件：

publicclass FileLogger implements Logger {

    private PrintWriter fileOutput;

    public FileLogger () {

        try {

            fileOutput = new PrintWriter("app。log");

        } catch (FileNotFoundException e) {

            e.printStackTrace();

        }

    }

    @Override

publicvoid log(String msg) {       

        fileOutput.println(msg);

        fileOutput.flush();

    }

}

 

1.2 Java 8中的interface

Java 8 允许我们使用default关键字，为接口声明添加非抽象的方法实现。

publicinterface Logger {

   

    //only public, static and final property is permitted

    publicstaticfinalintmaxLength = 50;

 

    //Java 8 interface default implementation

    publicdefaultvoid log(String msg) {

        //You could implement default log behavior here

        //......

    }

}

 可以在实现类中改变它接口中的缺省行为和实现：

publicclass ConsoleLogger implements Logger {

    //Change default log behavior here

@Override

    publicvoid log(String msg) {

        System.out.println(msg);

    }

}

Java 8之后的interface可以包含包含abstract方法，也可以都是default方法。

 

 2. Scala 特质 (trait) 介绍

Scala中的特质 (trait) 和Java 8中的接口 (interface) 比较类似，一个Scala类可以扩展一个或多个特质，Scala特质可以给出方法的缺省实现。

2.1 纯接口的特质

traitLogger {

    //abstract method, but no abstract declare required

    deflog(msg: String)

}

你不需要将方法声明为abstract,特质中未被实现的方法默认就是抽象的。

//Use extends but not implements

classConsoleLoggerextendsLogger {

    //no override required

    deflog(msg: String) {

        println(msg)

    }

}

在重写特质的抽象方法时不需要给出override关键字

2.2 带缺省实现的特质

traitConsoleLogger {

 

    //with implementation

    deflog(msg: String) { println(msg) }

}

带有实现方法的特质类似于Java 8接口中的缺省方法。

以下是如何使用这个特质的示例：

class Circle extends Shape withConsoleLogger {

def draw() {

    log(“Draw a circle …”);

    //draw circle here

    ……

}

}

在Scala中，我们说ConsoleLogger的功能被“混入”了Circle类中。

2.3 带有特质的对象

Scala可以在创建对象时添加特质，这是Java接口所不具备的特性。

缺省的log方法什么没做：
traitLogger {   

    deflog(msg: String) { }

}

下面使用这个特质的Class什么日志都不会被记录：

class Circle extends Shape withLogger{

def draw() {

    log(“Draw a circle …”);

    //draw circle here

}

}

你可以实现一个更好的Logger特质，并在创建Circle对象是动态“混入”此特质。

traitConsoleLoggerextendsLogger { 

    overridedeflog(msg: String) { println(msg) }

}

val circle1 = new CirclewithConsoleLogger

这样circle在调用draw方法时，ConsoleLogger的log方法会被执行。

类似的，你可以在另一个对象加入另外一个特质：

val circle2 = new CirclewithFileLogger

2.4 叠加在一起的特质

就像Java Class可以实现多个接口一样，Scala Class也可以叠加多个特质，一般来说，特质从最后一个开始被处理。

假设有如下的Logger trait定义，分别有3个trait扩展自Logger。

traitLogger {   

    deflog(msg: String) { }

}

 

traitConsoleLogger extends Logger {   

    overridedeflog(msg: String) { println(msg) }

}

traitTimestampLoggerextends Logger {   

    overridedeflog(msg: String) { super.log(new Date() + “ “ + msg) }

}

traitShortLoggerextends Logger {   

    val maxLength = 15

overridedeflog(msg: String) {

    super.log( if(msg.length<= maxLength) msg else msg.substring(0,

    maxLength-3) + “…” )

}

}

上述log方法都将修改过的msg传递给super.log.

实际上，super.log调用的是特质层级中的下一个特质，具体是哪一个，取决于特质添加的顺序。一般来说，特质从最后一个开始被处理。

可以通过如下方式添加混入特质：

val circle1 = new CirclewithConsoleLogger with TimestampLogger with ShortLogger

此例中，ShortLogger的log方法先被执行，然后才是TimestampLogger的log方法。

val circle2 = new CirclewithConsoleLogger with ShortLogger with TimestampLogger

此例中，TimestampLogger的log方法先被执行，然后才是ShortLogger的log方法。

3. Java接口 (interface) 与Scala特质 (trait) 比较

通过上面对Java接口和Scala特质的学习，我们发现它们之间有很多的相似性，同时也有差别。

相似性：

Java接口和Scala特质都可以包含抽象方法和具体实现；

Scala和Java一样都不允许类从多个超类继承，但分别可以叠加多个特质和实现多个接口；

差异性：

Java只能在Class层面添加接口的实现，Scala可以在Class和对象层面“混入”特质。Scala通过在对象层面动态“混入”特质，相比而言具有更大的灵活性。