Java抽象类

简介: Java抽象类

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

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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 DogCat。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 DogCat 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!


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