JAVA中的抽象类

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1、抽象类的概念

在面向对象的概念中,所有的对象都是通过类来描绘的,但是反过来,并不是所有的类都是用来描绘对象的,如果 一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象,这样的类就是抽象类。 比如:

image.png

说明:

1、矩形、三角形、圆形都是图形,因此和Shap类的关系应该是继承关系

2、虽然图形Shap中也存在draw()的方法。但由于Shap类并不是具体的图形,因此其内部的draw方法实际是没有办法实现的

3、由于Shap类没有办法描述一个具体的图形,导致其draw()方法无法具体实现,因此可以将Shap类设计为“抽象类”

image.png 说明:

1、Animal是动物类,每个动物都有叫的方法,但由于Animal不是一个具体的动物,因此其内部bark()无法具体实现

2、Dog是狗类,首先狗是动物,因此与Animal是继承关系,其次狗是一种具体的动物,狗叫;汪汪汪,其brak()可以实现

3、Cat是猫类,首先猫是动物,因此与Animal是继承关系,其次猫是一种具体的动物,猫叫:喵喵喵。其brak()可以实现

4、因此:Animal可以设计为“抽象类”

在打印图形例子中, 我们发现, 父类 Shape 中的 draw 方法好像并没有什么实际工作, 主要的绘制图形都是由 Shape 的各种子类的 draw 方法来完成的. 像这种没有实际工作的方法, 我们可以把它设计成一个 抽象方法(abstract method) , 包含抽象方法的类我们称为抽象类(abstract class)

2、抽象类语法

在Java中,一个类如果被 abstract 修饰称为抽象类,抽象类中被 abstract 修饰的方法称为抽象方法,抽象方法不用给出具体的实现体。

 // 抽象类:被abstract修饰的类
 public abstract class Shape {
     // 抽象方法:被abstract修饰的方法,没有方法体
     abstract public void draw();
     abstract void calcArea();
     // 抽象类也是类,也可以增加普通方法和属性
     public double getArea(){
         return area;
     }
     protected double area; // 面积
 }

注意:抽象类也是类,内部可以包含普通方法和属性,甚至构造方法

3、抽象类的特点

  1. 抽象类不能直接实例化对象

     Shape shape = new Shape();
     // 编译出错
     Error:(30, 23) java: Shape是抽象的; 无法实例化 
    
  2. 抽象方法不能是 private 的

 abstract class Shape {
     abstract private void draw();
 } 
 // 编译出错
 Error:(4, 27) java: 非法的修饰符组合: abstractprivate
  1. 抽象方法不能被final和static修饰,因为抽象方法要被子类重写
 public abstract class Shape {
     abstract final void methodA();
     abstract public static void methodB();
 } 
     // 编译报错:
     // Error:(20, 25) java: 非法的修饰符组合: abstract和final
     // Error:(21, 33) java: 非法的修饰符组合: abstract和static
  1. 抽象类必须被继承,并且继承后子类要重写父类中的抽象方法,否则子类也是抽象类,必须要使用 abstract修饰
 // 矩形类
 public class Rect extends Shape {
     private double length;
     private double width;
     Rect(double length, double width){
         this.length = length;
         this.width = width;
     }
     public void draw(){
         System.out.println("矩形: length= "+length+" width= " + width);
     }
     public void calcArea(){
         area = length * width;
     }
 } 
 // 圆类:
     public class Circle extends Shape{
         private double r;
         final private static double PI = 3.14;
         public Circle(double r){
             this.r = r;
         }
         public void draw(){
             System.out.println("圆:r = "+r);
         }
         public void calcArea(){
             area = PI * r * r;
         }
     } 
 // 三角形类:
         public abstract class Triangle extends Shape {
             private double a;
             private double b;
             private double c;
             @Override
             public void draw() {
                 System.out.println("三角形:a = "+a + " b = "+b+" c = "+c);
             } 
             
             // 三角形:直角三角形、等腰三角形等,还可以继续细化
             //@Override
             //double calcArea(); // 编译失败:要么实现该抽象方法,要么将三角形设计为抽象类
         }
  1. 抽象类中不一定包含抽象方法,但是有抽象方法的类一定是抽象类
  2. 抽象类中可以有构造方法,供子类创建对象时,初始化父类的成员变量

4、抽象类的作用

抽象类本身不能被实例化, 要想使用, 只能创建该抽象类的子类. 然后让子类重写抽象类中的抽象方法.

  • 有些同学可能会说了, 普通的类也可以被继承呀, 普通的方法也可以被重写呀, 为啥非得用抽象类和抽象方法呢?

确实如此. 但是使用抽象类相当于多了一重编译器的校验.

使用抽象类的场景就如上面的代码, 实际工作不应该由父类完成, 而应由子类完成. 那么此时如果不小心误用成父类 了, 使用普通类编译器是不会报错的. 但是父类是抽象类就会在实例化的时候提示错误, 让我们尽早发现问题.

  • 很多语法存在的意义都是为了 "预防出错", 例如我们曾经用过的 final 也是类似. 创建的变量用户不去修改, 不就相当于常量嘛? 但是加上 final 能够在不小心误修改的时候, 让编译器及时提醒我们.
  • 充分利用编译器的校验, 在实际开发中是非常有意义的.