一、什么是抽象类?
抽象类是一种不能被实例化的类,它通常包含一个或多个抽象方法。抽象方法是只有方法签名而没有具体实现的方法。抽象类的目的是为其子类提供一个通用的模板,子类必须实现抽象类中的所有抽象方法。
例如:
abstract class Animal { public abstract void makeSound(); }
这里的 Animal
类就是一个抽象类,它包含一个抽象方法 makeSound
。任何继承自 Animal
类的子类都必须实现这个方法。
二、抽象类的特点
- 不能被实例化:由于抽象类中可能包含未实现的抽象方法,所以不能直接创建抽象类的实例。这确保了抽象类只能作为其他类的基类,为子类提供通用的行为和结构。
- 包含抽象方法:抽象类可以包含一个或多个抽象方法,这些方法只有方法签名而没有具体实现。子类必须实现这些抽象方法,以提供具体的行为。
- 可以包含具体方法:抽象类不仅可以包含抽象方法,还可以包含具体方法。这些具体方法可以被子类继承和使用,从而实现代码的复用。
- 提供通用的行为和结构:抽象类为其子类提供了一个通用的模板,定义了子类应该具有的行为和结构。子类可以根据自己的需要实现抽象方法,以提供具体的行为。
三、抽象类的作用
- 代码复用:抽象类可以包含具体方法,这些方法可以被子类继承和使用,从而实现代码的复用。通过将通用的行为和结构封装在抽象类中,我们可以避免在多个子类中重复编写相同的代码。
- 提供通用的接口:抽象类可以定义一个通用的接口,子类必须实现这个接口才能成为一个具体的类。这样可以确保子类具有相同的行为和结构,提高代码的可维护性和可扩展性。
- 实现多态:抽象类可以作为父类,被多个子类继承。通过使用多态,我们可以根据不同的子类对象调用不同的实现方法,从而实现更加灵活的代码。
四、抽象类特性
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: abstract和private
注意:抽象方法没有加访问限定符时,默认是public
3.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
4.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; f inal 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 }
5. 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
6. 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
五、如何使用抽象类
- 定义抽象类:使用
abstract
关键字定义抽象类,并在类中定义一个或多个抽象方法。 - 继承抽象类:创建一个子类,继承自抽象类,并实现抽象类中的所有抽象方法。
- 使用抽象类:可以创建抽象类的引用变量,并指向具体的子类对象。通过这种方式,可以使用多态来调用不同子类的实现方法。
例如:
class Dog extends Animal { @Override public void makeSound() { System.out.println("汪汪汪!"); } } class Cat extends Animal { @Override public void makeSound() { System.out.println("喵喵喵!"); } } public class Main { public static void main(String[] args) { Animal dog = new Dog(); Animal cat = new Cat(); dog.makeSound(); cat.makeSound(); } }
在这个示例中,我们定义了一个抽象类 Animal
,并创建了两个子类 Dog
和 Cat
。每个子类都实现了抽象类中的 makeSound
方法,以提供具体的声音输出。在 main
方法中,我们创建了抽象类 Animal
的引用变量,并分别指向 Dog
和 Cat
对象。然后,我们通过调用 makeSound
方法来输出不同动物的声音。
六、总结
抽象类是 Java 编程中的一个重要概念,它为我们提供了一种更高层次的抽象和代码组织方式。通过使用抽象类,我们可以实现代码的复用、提供通用的接口和实现多态。在实际编程中,我们应该根据具体的需求合理地使用抽象类,以提高代码的质量和可维护性。
完!