組合和繼承–定義 factory 對象

到目前為止，我們定義了關于布局元素類的一個層次結構。你可以把包含這個層次關系的類作為 API 接口提供給其它應用，但有時你可以希望對函數庫的用戶隱藏這種層次關系，這通?？梢允褂?factory(構造工廠）對象來實現(xiàn)。一個 factory 對象定義了用來構造其它對象的函數。庫函數的用戶可以通過工廠對象來構造新對象，而不需要通過類的構造函數來創(chuàng)建類的實例。使用工廠對象的好處是，可以統(tǒng)一創(chuàng)建對象的接口并且隱藏被創(chuàng)建對象具體是如何來表示的。這種隱藏可以使得你創(chuàng)建的函數庫使用變得更簡單和易于理解，也正是隱藏部分實現(xiàn)細節(jié)，可以使你有機會修改庫的實現(xiàn)而不至于影響庫的接口。

實現(xiàn) factory 對象的一個基本方法是采用 singleton 模式，在 Scala 中，可以使用類的伴隨對象(companion 對象）來實現(xiàn)。比如：

object Element {
  def elem(contents: Array[String]):Element =
   new ArrayElement(contents)
  def elem(chr:Char, width:Int, height:Int) :Element =
    new UniformElement(chr,width,height)
  def elem(line:String) :Element =
    new LineElement(line)
}

我們先把之前 Element 的實現(xiàn)列在這里：

abstract class Element {
  def contents: Array[String]
  def height: Int = contents.length
  def width: Int = if (height == 0) 0 else contents(0).length
  def above(that: Element) :Element =
    new ArrayElement(this.contents ++ that.contents)
  def beside(that: Element) :Element = {
    new ArrayElement(
      for(
        (line1,line2) <- this.contents zip that.contents
      ) yield line1+line2
    )
  }
  override def toString = contents mkString "\n"
}

有了 object Element（類 Element 的伴隨對象），我們可以利用 Element 對象提供的 factory 方法，重新實現(xiàn)類 Element 的一些方法：

abstract class Element {
  def contents: Array[String]
  def height: Int = contents.length
  def width: Int = if (height == 0) 0 else contents(0).length
  def above(that: Element) :Element =
    Element.elem(this.contents ++ that.contents)
  def beside(that: Element) :Element = {
    Element.elem(
      for( 
        (line1,line2) <- this.contents zip that.contents
      ) yield line1+line2
    ) 
  }
  override def toString = contents mkString "\n"
}

這里我們重寫了 above 和 beside 方法，使用伴隨對象的 factory 方法 Element.elem 替代 new 構造函數。

這樣修改之后，庫函數的用戶不要了解 Element 的繼承關系，甚至不需要知道類 ArrayElement，LineElement 定義的存在，為了避免用戶直接使用 ArrayElement 或 LineElement 的構造函數來構造類的實例，因此我們可以把 ArrayElement，UniformElement 和 LineElement 定義為私有，定義私有可以也可以把它們定義在類 Element 內部（嵌套類）。下面為這種方法的使用：

object Element {
  private class ArrayElement(val contents: Array[String])
    extends Element {
  }
  private class LineElement(s:String) extends ArrayElement(Array(s)) {
    override def width = s.length
    override def height = 1
  }
  private class UniformElement (ch :Char,
    override val width:Int,
    override val height:Int
  ) extends Element{
    private val line=ch.toString * width
    def contents = Array.fill(height)(line)
  }
  def elem(contents: Array[String]):Element =
   new ArrayElement(contents)
  def elem(chr:Char, width:Int, height:Int) :Element =
    new UniformElement(chr,width,height)
  def elem(line:String) :Element =
    new LineElement(line)
}