敏捷硬件开发语言Chisel与数字系统设计 课件 第18章 抽象成员

18.抽象成员一、抽象成员的基本介绍二、初始化抽象val字段三、抽象类型四、细化类型五、Scala的枚举目

录2一、抽象成员的基本介绍3一、抽象成员的基本介绍抽象类和特质中的那些没有完整定义的成员。所谓没有完整定义，意思就是字段没有初始值或者函数没有函数体。1.1抽象成员的定义1.2抽象成员的四种类型traitAbstract{

typeT//抽象类型

deftransform(x:T):T//抽象方法

valinitial:T//抽象val字段

varcurrent:T//抽象var字段

}typeT=string相当于为string声明了一个别名T，此时在需要使用string的地方就可以直接使用T来代替。4一、抽象成员的基本介绍因为成员定义不充分，存在不可初始化的字段和类型，或者没有函数体的方法，所以抽象类和特质不能直接用new构造实例。那就需要继承该特质或者类的子类去实现。虽然抽象类和特质都定义了一种类型，并且它们是抽象的，但这不意味着抽象类或特质就叫抽象类型，抽象类型永远都是指的类和特质的成员，而不是类和特质本身。1.3注意事项classConcreteextendsAbstract{

typeT=String

deftransform(x:String)=x+x

valinitial="hi"

varcurrent=initial

}5二、初始化抽象val字段6二、初始化抽象val字段为超类或超特质提供参数，允许程序员在子类中提供那些在超类或者超

特质中缺失的细节。2.1抽象val字段的作用classAnonymousClassextendsRationalTrait

{

valnumerArg=1

valdenomArg=2

}

newAnonymousClasstraitRationalTrait{

valnumerArg:Int

valdenomArg:Int

}

newRationalTrait{

valnumerArg=1

valdenomArg=2

}匿名类7二、初始化抽象val字段2.2一种常见的错误在构造超特质的组件时，因为特质不能接收子类的参数，如果默认值不满足某些要求，构造就会出错。构造超特质RationalTrait组件时，会执行到这一句！！！scala>traitRationalTrait{

|valnumerArg:Int

|valdenomArg:Int

|require(denomArg!=0)

|}

definedtraitRationalTrait

scala>newRationalTrait{

|valnumerArg=1

|valdenomArg=2

|}

java.lang.IllegalArgumentException:requirementfailed

atscala.Predef$.require(Predef.scala:264)

atRationalTrait.$init$(<console>:14)

...32elided8二、初始化抽象val字段2.3预初始化字段匿名类使用预初始化字段的形式：new{定义}with超类/超特质scala>new{

|valnumerArg=1

|valdenomArg=2

|}withRationalTrait注意和不使用预初始化字段时的书写形式的区别？具名子类使用预初始化字段scala>classRationalClass(n:Int,d:Int)extends{

|valnumerArg=n

|valdenomArg=d

|}withRationalTrait

definedclassRationalClass

scala>newRationalClass(1,2)

res1:RationalClass=RationalClass@6f26e7759二、初始化抽象val字段2.4惰性的val字段-作用预初始化字段是人为地调整初始化顺序，而把val字段定义成惰性的，则可以让程序自己确定初始化顺序。在val字段前面加上关键字“lazy”，那么该字段只有首次被使用时才会进行初始化。如果是用表达式进行初始化，那就对表达式求值并保存，后续使用字段时都是复用保存的结果而不是每次都求值表达式。10二、初始化抽象val字段2.5惰性的val字段-举例scala>traitLazyRationalTrait{

|valnumerArg:Int

|valdenomArg:Int

|lazyvalnumer=numerArg/g

|lazyvaldenom=denomArg/g

|overridedeftoString=numer+"/"+denom

|privatelazyvalg={

|require(denomArg!=0)

|gcd(numerArg,denomArg)

|}

|privatedefgcd(a:Int,b:Int):Int=

|if(b==0)aelsegcd(b,a%b)

|}

definedtraitLazyRationalTraitscala>valx=2

x:Int=2

scala>newLazyRationalTrait{

|valnumerArg=1*x

|valdenomArg=2*x

|}

res0:LazyRationalTrait=1/2抽象成员惰性的val字段私有方法注意和使用预初始化字段时的书写形式不一样11三、抽象类型12三、抽象类型假设要编写一个Food类，用各种子类来表示各种食物。然后再编写一个抽象的Animal类，有一个eat方法，接收Food类型的参数。那么可能会写成如下形式：3.1问题引出scala>classFood

definedclassFood

scala>abstractclassAnimal{

|defeat(food:Food)

|}

definedclassAnimalFood类Animal类eat方法13三、抽象类型如果用不同的Animal子类来代表不同的动物，并且食物类型也会根据动物的习性发生改变。比如定义一头吃草的牛，那么可能定义如下：3.1问题引出scala>classGrassextendsFood

definedclassGrass

scala>classCowextendsAnimal{

|overridedefeat(food:Grass)={}

|}definedclassCow思考一下这种形式编译为什么会出错？14三、抽象类型3.2抽象类型的上界scala>classFooddefinedclassFood

scala>abstractclassAnimal{

|typeSuitableFood<:Food

|defeat(food:SuitableFood)

|}

definedclassAnimal

scala>classGrassextendsFooddefinedclassGrass

scala>classCowextendsAnimal{

|typeSuitableFood=Grass

|overridedefeat(food:Grass)={}

|}definedclassCow上界，<:表示SuitableFood必须是Food的某个子类定义食物为草15三、抽象类型3.2抽象类型的上界如果现在给吃草的牛喂一条鱼，那么就会发生类型错误：scala>classFishextendsFood

definedclassFish

scala>valbessy:Animal=newCow

bessy:Animal=Cow@2442f36d

scala>bessyeat(newFish)

<console>:14:error:typemismatch;

found:Fish

required:bessy.SuitableFood

bessyeat(newFish)

^16四、细化类型17四、细化类型第一种方法是定义一个食草的特质，让所有的食草动物类都混入该特质。但是这样会让食草动物与最基本的动物的关系不那么紧密。第二种方法是继承自Animal类，那么食草动物集合的元素类型就可以表示为Animal类型，但这样又可能把食肉动物或杂食动物也包含进集合。此时，就可以使用结构子类型。4.1问题引出---做一个食草动物的集合18四、细化类型当一个类继承自另一个类时，就称前者是后者的名义子类型。Scala还有一个结构子类型，表示两个类型只是有某些兼容的成员，而不是常规的那种继承来的关系。结构子类型通过细化类型来表示。例如：

4.2细化类型Animal{typeSuitableFood=Grass}valanimals:List[Animal{typeSuitableFood=Grass}]=???和Animal相比更具体和精细，属于细化类型AnimalVS19集合中的元素必须是Animal的子类型，而且食物类型必须是草。五、Scala的枚举20五、Scala的枚举Scala没有特定的语法表示枚举，而是在标准类库中提供一个枚举类：通过创建一个继承自这个类的子对象可以创建枚举。例如：5.1枚举的定义方式一对象Color和普通的单例对象一样，可以通过“Color.Red”这样的方式来访问成员，或者先用“importColor._”导入。scala.Enumerationscala>objectColorextendsEnumeration{

|valRed,Green,Blue=Value

|}

definedobjectColor21五、Scala的枚举方法Value有一个重载的版本，可以接收一个字符串参数来给枚举值关联特定的名称。例如：5.2枚举的定义方式二scala>objectDirectionextendsEnumeration{

|valNorth=Value("N")

|valEast=Value("E")

|valSouth=Value("S")

|valWest=Value("W")

|