探索Scala（3）-- 單例物件

zxh0發表於2014-10-24
單例物件

研究一下Scala語言的單例物件（Singleton Objects），為下一篇文章做準備。

static不是關鍵字

上一篇文章提到過，interface並不是Scala語言關鍵字，可以自由使用。同樣，static在Scala裡也沒有特殊的含義，也是可以自由使用的，如下面程式碼所示：

單例物件

Java並不是完美的物件導向語言，包括很多缺陷，比如允許static欄位和方法，primitive型別，等等。Scala語言在這些方面都有所改進，所以號稱是比Java更OO的語言。既然去掉了static關鍵字，那麼如何像Java語言那樣，表達類欄位或類方法呢？Scala給出的解決方案是：單例物件。Java有一個Math類（java.lang.Math），裡頭全是static欄位和方法，部分程式碼如下所示：

public final class Math {

    private Math() {} // Don't let anyone instantiate this class.

    public static final double PI = 3.14159265358979323846;

    public static int abs(int a) {
        return (a < 0) ? -a : a;
    }

}
下面我們用Scala語言重寫上面的Math類：

單例物件實現方式

下面看看Scala是如何實現單例物件的。觀察編譯結果可以看到，MyMath被編譯出兩個class：MyMath.class和MyMath$.class。我自己分析了一下這兩個class，下面是MyMath.class的反編譯結果：

public final class MyMath {
    
    public static double PI() {
        return MyMath$.MODULE$.PI();
    }

    public static int abs(int a) {
        return MyMath$.MODULE$.abs(a);
    }

}
可以得出如下結論：

  1. val欄位實際上也被編譯成了方法
  2. 兩個方法都是static，而且只是呼叫MyMath$.MODULE$的相應方法

再來看MyMath$.class的反編譯結果：

public final class MyMath$ {
    
    public static final MyMath$ MODULE$;
    private final double PI;

    static {
        new MyMath$();
    }

    private MyMath$() {
        MyMath$.MODULE$ = this;
        this.PI = 3.14;
    }

    public double PI() {
        return this.PI;
    }

    public int abs(int a) {
        return return (a < 0) ? -a : a;
    }

}
就是普通的單例模式，這肯定也就是單例物件這一名稱的由來。

使用單例物件

下面這段程式碼演示瞭如何使用單例物件：

看起來和使用Java靜態欄位或方法沒啥區別，下面是反編譯之後的main方法程式碼：

Predef$.MODULE$.println("PI is " + MyMath$.MODULE$.PI())
final int x = -18
final int y = MyMath$.MODULE$.abs(x)

伴隨類和伴隨物件

上面的例子中，我們定義了名為MyMath的單例物件，實際上，這並不妨礙我們定義同名的類。如下所示：

這種情況下，單例物件叫做同名類的Companion Object，類叫做單例物件的Companion Class。如果僅定了單例物件，但沒有定義同名的類，那麼這種情況下單例物件被叫做Standalone Object。注意：Companion Class和Object必須定義在同一個.scala檔案裡。

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