Java基础：抽象类

Posted 2020-10-02 古兰精

　　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。

　　抽象类除了不能实例化对象之外，类的其它功能依然存在，成员变量、成员方法和构造方法的访问方式和普通类一样。

　　由于抽象类不能实例化对象，所以抽象类必须被继承，才能被使用。也是因为这个原因，通常在设计阶段决定要不要设计抽象类。

　　父类包含了子类集合的常见的方法，但是由于父类本身是抽象的，所以不能使用这些方法。

　　在Java中抽象类表示的是一种继承关系，一个类只能继承一个抽象类，而一个类却可以实现多个接口。

一、抽象类：

　　在Java语言中使用abstract class来定义抽象类。如下实例：

public abstract class Employee
{
   private String name;
   private String address;
   private int number;
   public Employee(String name, String address, int number)
   {
      System.out.println("Constructing an Employee");
      this.name = name;
      this.address = address;
      this.number = number;
   }
   public double computePay()
   {
     System.out.println("Inside Employee computePay");
     return 0.0;
   }
   public void mailCheck()
   {
      System.out.println("Mailing a check to " + this.name
       + " " + this.address);
   }
   public String toString()
   {
      return name + " " + address + " " + number;
   }
   public String getName()
   {
      return name;
   }
   public String getAddress()
   {
      return address;
   }
   public void setAddress(String newAddress)
   {
      address = newAddress;
   }
   public int getNumber()
   {
     return number;
   }
}

　　注意到该Employee类没有什么不同，尽管该类是抽象类，但是它仍然有3个成员变量，7个成员方法和1个构造方法。 现在如果你尝试如下的例子：

public class AbstractDemo
{
   public static void main(String [] args)
   {
      /* 以下是不允许的，会引发错误，编译不通过 */
      Employee e = new Employee("George W.", "Houston, TX", 43);
      System.out.println("\n Call mailCheck using Employee reference--");
      e.mailCheck();
    }
}

　　当你尝试编译AbstractDemo类时，会产生如下错误：Employee is abstract; cannot be instantiated

二、继承抽象类：

　　我们能通过一般的方法继承Employee类：

public class Salary extends Employee
{
   private double salary; //Annual salary
   public Salary(String name, String address, int number, double
      salary)
   {
       super(name, address, number);
       setSalary(salary);
   }
   public void mailCheck()
   {
       System.out.println("Within mailCheck of Salary class ");
       System.out.println("Mailing check to " + getName()
       + " with salary " + salary);
   }
   public double getSalary()
   {
       return salary;
   }
   public void setSalary(double newSalary)
   {
       if(newSalary >= 0.0)
       {
          salary = newSalary;
       }
   }
   public double computePay()
   {
      System.out.println("Computing salary pay for " + getName());
      return salary/52;
   }
}

　　尽管我们不能实例化一个Employee类的对象，但是如果我们实例化一个Salary类对象，该对象将从 Employee 类继承7个成员方法，且通过该方法可以设置或获取三个成员变量。

public class AbstractDemo
{
   public static void main(String [] args)
   {
      Salary s = new Salary("Mohd Mohtashim", "Ambehta, UP", 3, 3600.00);
      Employee e = new Salary("John Adams", "Boston, MA", 2, 2400.00);
      System.out.println("Call mailCheck using Salary reference --");
      s.mailCheck();
      System.out.println("\n Call mailCheck using Employee reference--");
      e.mailCheck();
    }
}

三、抽象方法：

　　如果你想设计这样一个类，该类包含一个特别的成员方法，该方法的具体实现由它的子类确定，那么你可以在父类中声明该方法为抽象方法。

　　Abstract关键字同样可以用来声明抽象方法，抽象方法只包含一个方法名，而没有方法体。

　　抽象方法没有定义，方法名后面直接跟一个分号，而不是花括号。

public abstract class Employee
{
   private String name;
   private String address;
   private int number;
   public abstract double computePay();//抽象方法
   //其余代码
}

　　声明抽象方法会造成以下两个结果：

　　（1）如果一个类包含抽象方法，那么该类必须是抽象类。

　　（2）任何子类必须重写父类的抽象方法，或者声明自身为抽象类。

　　继承抽象方法的子类必须重写该方法。否则，该子类也必须声明为抽象类。最终，必须有子类实现该抽象方法，否则，从最初的父类到最终的子类都不能用来实例化对象。

如果Salary类继承了Employee类，那么它必须实现computePay()方法：

public class Salary extends Employee
{
   private double salary; // Annual salary
   public double computePay(){//Salary类继承了Employee类，它必须实现computePay()方法
      System.out.println("Computing salary pay for " + getName());
      return salary/52;
   }
   //其余代码
}

四、抽象类总结规定：

1. 抽象类不能被实例化(初学者很容易犯的错)，如果被实例化，就会报错，编译无法通过。只有抽象类的非抽象子类可以创建对象。

2. 抽象类中不一定包含抽象方法，但是有抽象方法的类必定是抽象类。

3. 抽象类中的抽象方法只是声明，不包含方法体，就是不给出方法的具体实现（也就是方法的具体功能）。

4. 构造方法，类方法（用static修饰的方法）不能声明为抽象方法。

5. 抽象类的子类必须给出抽象类中的抽象方法的具体实现，除非该子类也是抽象类。

6、子抽象类继承父抽象类，必须显性调用父抽象类的显性构造器。

abstract class Animal{
    private int age;
    public Animal(int age){
        this.age = age;
        System.out.println("初始化Animal");
    }
    public void move(){
        System.out.println("跑步数："+this.age);
    }
}
abstract class Dog extends Animal{//子抽象类继承父抽象类
    public Dog(int age){
        super(age);//去掉会报异常：必须显性调用父抽象类的显性构造器
        System.out.println("初始化Dog");
    }
}
public class BigDog extends Dog{
    public BigDog(){
        super(10);//调用
        System.out.println("初始化BigDog");
    }
    public static void main(String[] args){
        BigDog a = new BigDog();
        a.move();
    }
}