[Scala 小學堂] Scala Gossic : 了解更多 - 混入特徵 (堆疊修飾)

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前言 : 
Scala 是一個可直譯、編譯、靜態、運行於 JVM 之上、可與 Java 互操作、融合物件導向編程特性與函式編程風格的程式語言. 特徵抽離共同的介面與實作，類別動態地繼承（extends）或具有（with）特徵. 

堆疊修飾 (Stackable modification) : 
特徵（Trait）可以讓你定義沒有實作的抽象方法，也可以讓你定義有實作的具體方法，事實上，抽象類別可以作的事，特徵幾乎都可以作（特徵也可以定義資料成員以持有狀態），你可能會想，特徵跟抽象類別有何不同? 

就語法上來看，除了類別可以繼承或具有多個特徵，但只能繼承一個抽象類別之外，特徵與抽象類別間的不同點，就是特徵不能定義主要建構式的參數，還有就是特徵中定義方法時，super 呼叫是動態綁定的（類別中的 super 是靜態綁定的，也就是你在類別中寫下super.somMethod() 時，你知道所呼叫的是哪個類別的方法）. 特 徵中定義方法時，super 呼叫是動態綁定的，也就是當你在特徵的方法中寫下 super.someMethod() 時，你並不知道真正呼叫的是哪個類別的 方法，只有在某個類別具有該特徵時，才能決定super.someMethod() 所呼叫的是哪個類別的方法，也由於這個特性，在類別具有這類特徵時，得以在呼 叫 super.someMethod() 方法前後作些處理，執行所謂堆疊修飾（Stackable modification）的功能. 舉個例子來說，你打算設計一個點餐程式，目前主餐有炸雞、漢堡，你打算讓點了主餐的客入選擇附餐時可以有優惠，如果您使用繼承的方式來達到這個目的，例如 : 

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1. class FriedChicken {  
2.     def content = "不黑心炸雞"  
3.     def price = 49.0  
4. }  
5.   
6. class SideDishOne extends FriedChicken {  
7.     override def content = super.content + " | 可樂 | 薯條"  
8.     override def price = super.price + 30.0  
9. }  

這個需求直接使用繼承並不適當，你繼承父類別之後，只是取得父類別的 price 結果再進一步加以處理，另一方面，如果漢堡也想要搭配附餐一，目前的 SideDishOne 顯然無法給漢堡重用，你還得為漢堡建立有附餐一的子類別. 為了讓附餐設計可以重複使用，你可以將附餐的行為特徵抽出 : 

- FriedChicken.scala 代碼 :

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1. trait Meal {  
2.     def content: String  
3.     def price: Double  
4. }  
5.   
6. trait SideDishOne extends Meal { // 附餐一  
7.     abstract override def content = super.content + " | 可樂 | 薯條"  
8.     abstract override def price = super.price + 30.0  
9. }  
10.   
11. trait SideDishTwo extends Meal {  // 附餐二  
12.     abstract override def content = super.content + " | 玉米濃湯 | 咖啡"  
13.     abstract override def price = super.price + 50.0  
14. }  
15.   
16. class FriedChicken extends Meal {  
17.     def content = "不黑心炸雞"  
18.     def price = 49.0  
19. }  

附餐 (SideDish) 也是一種餐點，所以抽出 Meal 特徵 規範共同的介面 content 與 price，而附餐一與附餐二重新定義了content 與 price，也就是原來特徵定義是抽象方法，現有定義為有實作內容的方法，不過由於其中用到了 super 呼叫，目前並無法知道這個呼叫到底是呼叫哪個方法，因此加上了 abstract 關鍵字. 現在如何搭配附餐呢？為了詳細示範，先中規中矩地寫的話，可以這麼用 : 

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1. class FriedChickenSideDishOne extends FriedChicken with SideDishOne  
2. val meal = new FriedChickenSideDishOne  
3. println(meal.content)   // 顯示 不黑心炸雞 | 可樂 | 薯條  
4. println(meal.price)     // 顯示 79.0  

你的類別繼承 FriedChicken 類別並具有 SideDishOne 特徵，FriedChickenSideDishOne 類別中，SideDishOne 特徵的 content 與 price 方法重新定義了 FriedChicken 類別中 content 與 price 方法，你呼叫 meal.content 時，根據特徵中的定義，就是 先呼叫父類別 FriedChicken 的 content 取得結果，再附加上字串後傳回，呼叫 meal.price 時也是同樣的道理. 實際上，你可以這麼使用 : 

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1. val meal1 = new FriedChicken with SideDishOne  
2. println(meal1.content)    // 顯示 不黑心炸雞 | 可樂 | 薯條  
3. println(meal1.price)      // 顯示 79.0  

第一行其實是匿名類別的寫法，你打算建立一個物件，該物件實例化自一個類別繼承自 FriedChicken 類別並具有 SideDishOne 特徵，不過你沒有定義出類別的名稱. 你可以隨意地組合套餐 : 

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1. val meal1 = new FriedChicken with SideDishOne  
2. val meal2 = new FriedChicken with SideDishTwo  
3. val meal3 = new FriedChicken with SideDishOne with SideDishTwo  
4. val meal4 = new FriedChicken with SideDishTwo with SideDishOne  
5. println(meal1.content)   // 不黑心炸雞 | 可樂 | 薯條  
6. println(meal1.price)     // 79.0  
7. println(meal2.content)   // 不黑心炸雞 | 玉米濃湯 | 咖啡  
8. println(meal2.price)     // 99.0  
9. println(meal3.content)   // 不黑心炸雞 | 可樂 | 薯條 | 玉米濃湯 | 咖啡  
10. println(meal3.price)     // 129.0  
11. println(meal4.content)   // 不黑心炸雞 | 玉米濃湯 | 咖啡 | 可樂 | 薯條  
12. println(meal4.price)     // 129.0  

注 意 meal3 與 meal4，這也是為什麼這個特性被稱為堆疊修飾的原因，你讓物件具有兩個以上的特徵時，最右邊的特徵若使用 super.content 呼叫，其實是在呼叫左邊特徵的 content 方法，而左邊特徵的 super.content 則呼叫父類別的 content，呼叫的結果就像是將最左邊的類別看作是 堆疊底部，最右邊的特徵看作是堆疊頂端. 同時也注意到，meal3 是先繼承 SideDishOne 特徵再具有 SideDishTwo，而 meal4 則是先繼承 SideDishTwo 再具有 SideDishOne，具有特徵的順序不同，則呼叫的順序不同，則結果就有所不同. 事實上，這是 Scala 版本的 Decorator 模式 之實現，雖然語法不同，不過其在不改變被修飾物件功能的情況下，動態地為物件的操作結果作修飾，這樣的精神是相同的. 

Supplement : 
* [OO 設計模式] Decorator Pattern : 裝飾模式 - 動態增加類別功能