Java抽象类详解

2024-07-15 02:59:57| 来源: 网络整理| 查看: 265

一、抽象类的基本概念

普通类是一个完善的功能类，可以直接产生实例化对象，并且在普通类中可以包含有构造方法、普通方法、static方法、常量和变量等内容。而抽象类是指在普通类的结构里面增加抽象方法的组成部分。

那么什么叫抽象方法呢？在所有的普通方法上面都会有一个“{}”，这个表示方法体，有方法体的方法一定可以被对象直接使用。而抽象方法，是指没有方法体的方法，同时抽象方法还必须使用关键字abstract做修饰。

而拥有抽象方法的类就是抽象类，抽象类要使用abstract关键字声明。

范例：定义一个抽象类

abstract class A{//定义一个抽象类 public void fun(){//普通方法 System.out.println("存在方法体的方法"); } public abstract void print();//抽象方法，没有方法体，有abstract关键字做修饰 }

二、抽象类的使用

我们先看范例。范例：直接实例化抽象类的对象

运行：

Exception in thread "main" java.lang.Error: Unresolved compilation problem: Cannot instantiate the type A at com.wz.abstractdemo.TestDemo.main(TestDemo.java:15)

从上可知，A是抽象的，无法直接进行实例化操作。为什么不能直接实例化呢？当一个类实例化之后，就意味着这个对象可以调用类中的属性或者放过了，但在抽象类里存在抽象方法，而抽象方法没有方法体，没有方法体就无法进行调用。既然无法进行方法调用的话，又怎么去产生实例化对象呢。

抽象类的使用原则如下：（1）抽象方法必须为public或者protected（因为如果为private，则不能被子类继承，子类便无法实现该方法），缺省情况下默认为public；（2）抽象类不能直接实例化，需要依靠子类采用向上转型的方式处理；（3）抽象类必须有子类，使用extends继承，一个子类只能继承一个抽象类；（4）子类（如果不是抽象类）则必须覆写抽象类之中的全部抽象方法（如果子类没有实现父类的抽象方法，则必须将子类也定义为为abstract类。）；

范例：

package com.wz.abstractdemo; abstract class A{//定义一个抽象类 public void fun(){//普通方法 System.out.println("存在方法体的方法"); } public abstract void print();//抽象方法，没有方法体，有abstract关键字做修饰 } //单继承 class B extends A{//B类是抽象类的子类，是一个普通类 @Override public void print() {//强制要求覆写 System.out.println("Hello World !"); } } public class TestDemo { public static void main(String[] args) { A a = new B();//向上转型 a.print();//被子类所覆写的过的方法 } }

运行结果：

Hello World !

现在就可以清楚的发现：（1）抽象类继承子类里面有明确的方法覆写要求，而普通类可以有选择性的来决定是否需要覆写；（2）抽象类实际上就比普通类多了一些抽象方法而已，其他组成部分和普通类完全一样；（3）普通类对象可以直接实例化，但抽象类的对象必须经过向上转型之后才可以得到。

虽然一个类的子类可以去继承任意的一个普通类，可是从开发的实际要求来讲，普通类尽量不要去继承另外一个普通类，而是去继承抽象类。

三、抽象类的使用限制

（1）抽象类中有构造方法么？由于抽象类里会存在一些属性，那么抽象类中一定存在构造方法，其存在目的是为了属性的初始化。并且子类对象实例化的时候，依然满足先执行父类构造，再执行子类构造的顺序。

范例如下：

package com.wz.abstractdemo; abstract class A{//定义一个抽象类 public A(){ System.out.println("*****A类构造方法*****"); } public abstract void print();//抽象方法，没有方法体，有abstract关键字做修饰 } //单继承 class B extends A{//B类是抽象类的子类，是一个普通类 public B(){ System.out.println("*****B类构造方法*****"); } @Override public void print() {//强制要求覆写 System.out.println("Hello World !"); } } public class TestDemo { public static void main(String[] args) { A a = new B();//向上转型 } }

执行结果：

*****A类构造方法***** *****B类构造方法*****

（2）抽象类可以用final声明么？不能，因为抽象类必须有子类，而final定义的类不能有子类；

（3）抽象类能否使用static声明？先看一个关于外部抽象类的范例：

package com.wz.abstractdemo; static abstract class A{//定义一个抽象类 public abstract void print(); } class B extends A{ public void print(){ System.out.println("**********"); } } public class TestDemo { public static void main(String[] args) { A a = new B();//向上转型 a.print(); } }

执行结果

Exception in thread "main" java.lang.Error: Unresolved compilation problem: Illegal modifier for the class A; only public, abstract & final are permitted at com.wz.abstractdemo.A.(TestDemo.java:3) at com.wz.abstractdemo.B.(TestDemo.java:9) at com.wz.abstractdemo.TestDemo.main(TestDemo.java:18)

再看一个关于内部抽象类：

package com.wz.abstractdemo; abstract class A{//定义一个抽象类 static abstract class B{//static定义的内部类属于外部类 public abstract void print(); } } class C extends A.B{ public void print(){ System.out.println("**********"); } } public class TestDemo { public static void main(String[] args) { A.B ab = new C();//向上转型 ab.print(); } }

执行结果：

**********

由此可见，外部抽象类不允许使用static声明，而内部的抽象类运行使用static声明。使用static声明的内部抽象类相当于一个外部抽象类，继承的时候使用“外部类.内部类”的形式表示类名称。

（4）可以直接调用抽象类中用static声明的方法么？任何时候，如果要执行类中的static方法的时候，都可以在没有对象的情况下直接调用，对于抽象类也一样。范例如下：

package com.wz.abstractdemo; abstract class A{//定义一个抽象类 public static void print(){ System.out.println("Hello World !"); } } public class TestDemo { public static void main(String[] args) { A.print(); } }

运行结果：

Hello World !

（5）有时候由于抽象类中只需要一个特定的系统子类操作，所以可以忽略掉外部子类。这样的设计在系统类库中会比较常见，目的是对用户隐藏不需要知道的子类。范例如下：

package com.wz.abstractdemo; abstract class A{//定义一个抽象类 public abstract void print(); private static class B extends A{//内部抽象类子类 public void print(){//覆写抽象类的方法 System.out.println("Hello World !"); } } //这个方法不受实例化对象的控制 public static A getInstance(){ return new B(); } } public class TestDemo { public static void main(String[] args) { //此时取得抽象类对象的时候完全不需要知道B类这个子类的存在 A a = A.getInstance(); a.print(); } }

运行结果：

Hello World !

四、抽象类的应用——模板设计模式

例如，现在有三类事物：（1）机器人：充电，工作；（2）人：吃饭，工作，睡觉；（3）猪：进食，睡觉。现要求实现一个程序，可以实现三种不同事物的行为。

先定义一个抽象行为类：

package com.wz.abstractdemo; public abstract class Action{ public static final int EAT = 1 ; public static final int SLEEP = 3 ; public static final int WORK = 5 ; public abstract void eat(); public abstract void sleep(); public abstract void work(); public void commond(int flags){ switch(flags){ case EAT: this.eat(); break; case SLEEP: this.sleep(); break; case WORK: this.work(); break; case EAT + SLEEP: this.eat(); this.sleep(); break; case SLEEP + WORK: this.sleep(); this.work(); break; default: break; } } }

定义一个机器人的类：

package com.wz.abstractdemo; public class Robot extends Action{ @Override public void eat() { System.out.println("机器人充电"); } @Override public void sleep() { } @Override public void work() { System.out.println("机器人工作"); } }

定义一个人的类：

package com.wz.abstractdemo; public class Human extends Action{ @Override public void eat() { System.out.println("人吃饭"); } @Override public void sleep() { System.out.println("人睡觉"); } @Override public void work() { System.out.println("人工作"); } }

定义一个猪的类：

package com.wz.abstractdemo; public class Pig extends Action{ @Override public void eat() { System.out.println("猪进食"); } @Override public void sleep() { System.out.println("猪睡觉"); } @Override public void work() { } }

测试主类：

package com.wz.abstractdemo; public class AbstractDemo { public static void main(String[] args) { fun(new Robot()); fun(new Human()); fun(new Pig()); } public static void fun(Action act){ act.commond(Action.EAT); act.commond(Action.SLEEP); act.commond(Action.WORK); } }

运行结果：

机器人充电机器人工作人吃饭人睡觉人工作猪进食猪睡觉

所有的子类如果要想正常的完成操作，必须按照指定的方法进行覆写才可以，而这个时候抽象类所起的功能就是一个类定义模板的功能。

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