4.3　单例对象

正如我们在第1章提到的，Scala比Java更面向对象的一点，是Scala的类不允许有静态（static）成员。对此类使用场景，Scala提供了单例对象（singleton object）。单例对象的定义看上去跟类定义很像，只不过class关键字被换成了object关键字。参考示例4.2。

示例4.2　ChecksumAccumulator类的伴生对象

在图中的单例对象名叫ChecksumAccumulator，跟前一个例子中的类名一样。当单例对象跟某个类共用同一个名字时，它被称作这个类的伴生对象（companion object）。必须在同一个源码文件中定义类和类的伴生对象。同时，类又叫作这个单例对象的伴生类（companion class）。类和它的伴生对象可以互相访问对方的私有成员。

ChecksumAccumulator单例对象有一个名为calculate的方法，用来接收一个String，并计算这个String的所有字符的校验和（checksum）。它同样也有个私有的字段，cache，这是一个缓存了之前已计算过的校验和的可变映射。[2]方法的第一行，“if (cache.contains(s))”，用来检查缓存以确认传入的字符串是否已经包含在映射当中。如果是，那么就返回映射的值，即cache(s)；如果没有，则执行else子句，计算校验和。else子句的第一行定义了一个名为acc的val，用一个新的ChecksumAccumulator实例初始化。[3]接下来的一行是一个for表达式，遍历传入字符串的每一个字符，通过调用toByte方法将字符转成Byte，然后将Byte传给acc指向的ChecksumAccumulator实例的add方法。在for表达式执行完成以后，方法的下一行调用acc的checksum，从传入的String得到其校验和，保存到名为cs的val。再往下一行，cache += (s -> cs)，传入的字符串作为键，计算出的整型的校验和作为值，这组键值对被添加到缓存映射当中。该方法的最后一个表达式，即cs，确保了该方法的结果是这个校验和。

如果你是Java程序员，可以把单例对象当作用于安置那些用Java时打算编写的静态方法。可以用类似的方式来访问单例对象的方法：单例对象名、英文句点和方法名。例如，可以像这样来调用ChecksumAccumulator这个单例对象的calculate方法：

不过，单例对象并不仅仅用来存放静态方法。它是一等的对象。可以把单例对象的名称想象成附加在对象身上的“名字标签”：

定义单例对象并不会定义类型（在Scala的抽象层级上是这样的）。当只有ChecksumAccumulator的对象定义时，并不能定义一个类型为ChecksumAccumulator的变量。确切地说，名为ChecksumAccumulator的类型是由这个单例对象的伴生类来定义的。不过，单例对象可以扩展自某个超类，还可以混入特质，可以通过这些类型来调用它的方法，用这些类型的变量来引用它，还可以将它传入那些预期这些类型的入参的方法当中。我们将在第13章给出单例对象继承类和特质的示例。

类和单例对象的一个区别是单例对象不接收参数，而类可以。由于你没法用new实例化单例对象，也就没有任何手段来向它传参。每个单例对象都是通过一个静态变量引用合成类（synthetic class）的实例来实现的，因此单例对象在初始化的语义上跟Java的静态成员是一致的。[4]尤其体现在，单例对象在有代码首次访问时才被初始化。

没有同名的伴生类的单例对象称为孤立对象（standalone object）。孤立对象有很多种用途，包括将工具方法归集在一起，或定义Scala应用程序的入口等。下一节我们将展示这样的用法。