Scala 专题教程-抽象成员(5): 延迟初始化(Lazy vals)

jerry Scala 2015年11月25日收藏

除了前面介绍的预先初始化成员值外，你还是让系统自行决定何时初始化成员的初始值，这是通过在val 定义前面添加lazy(懒惰），也是说直到你第一次需要引用该成员是，系统才会去初始化，否则该成员就不初始化（这也是lazy的由来:-)).
首先我们定义一个正常定义val的例子：

object Demo {
	val x = { println("initializing x"); "done"}
}

我们首先引用Demo，然后Demo.x

scala> Demo
initializing x
res0: Demo.type = Demo$@78178c35

scala> Demo.x
res1: String = done

正如你所看到的，当引用Demo对象时，它的成员x也会初始化，初始化x伴随着初始化Demo的过程。然后，如果我们在val x前添加 lazy ，情况就有所不同了:

object Demo {
	lazy val x = { println("initializing x"); "done"}
}

defined object Demo

scala> Demo
res0: Demo.type = Demo$@7de1c412

scala> Demo.x
initializing x
res1: String = done

在使用lazy之后，初始化Demo时，不会初始化x,只有在引用到Demo.x该初始化代码才会执行。
这有点类似定义了一个无参数的方法，但和def不同的是,lazy变量初始化代码只会执行一次。
通过这个例子，我们可以看到例如Demo的对象本身也像一个lazy变量，也是在第一次引用时才会初始化，这是正确的，实际上一个object定义可以看成是使用了lazy val定义一个匿名类实例的简化方式。

使用lazy val,我们可以修改之前的RationalTrait，在这个新的Trait定义中，所有的类成员变量的实现(非抽象成员)都使用lazy来修饰。

trait LazyRationalTrait{
	val numerArg :Int
	val denomArg :Int
	
	lazy val numer = numerArg/g
	lazy val denom = denomArg/g
	
	private lazy val g = {
		require(denomArg !=0)
		gcd(numerArg,denomArg)
	}
	private def gcd(a:Int,b:Int):Int =
		if(b==0) a else gcd(b, a % b)
		
	override def toString = numer + "/" + denom
}

同时我们把require移动到g 里面，这样所有的lazy val初始化代码都移动到val定义的右边。我们不再需要预先初始化成员变量。测试如下：

scala> val x = 2
x: Int = 2

scala> new LazyRationalTrait{
	val numerArg = x
	val denomArg = 2 * x
}

res2: LazyRationalTrait = 1/2

我们来分析一下这段代码中命令行的执行顺序：

首先，创建了一个新的LazyRationalTrait的实例，执行LazyRationalTrait的初始化代码，这部分代码为空，LazyRationalTrait 所有成员变量都没有初始化。
其次，该Trait的匿名子类的主构造函数被执行，这部分初始化numberArg 和 denomArg为2和4.
接下来，命令行需要调用该实例的toString方法来显示该实例的值。
接下来,toString需要访问成员number这是第一次访问该成员，因此lazy val初始化代码被执行。初始化代码调用私有成员g,因此需要计算g的值，用到之前定义过的numberArg 和 denomArg。
接下来toString需要访问成员denom这是第一次访问该成员，因此lazy val初始化代码被执行。初始化代码调用私有成员g,因此需要计算g的值，因为g已经计算过，无需再计算。
最后，toString的结果1/2构造出来并显示。

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