Java 抽象类

Java 抽象类,顾名思义,抽象类就是抽象的类。抽象是相对于具体而言的,一般而言,具体类有直接对应的对象,而抽象类没有,它表达的是抽象概念,一般是具体类的比较上层的父类。比如,狗是具体对象,而动物则是抽象概念;樱桃是具体对象,而水果则是抽象概念;正方形是具体对象,而图形则是抽象概念。下面我们通过图形处理中的一些概念来说明Java中的抽象类。

抽象方法和抽象类

图形类Shape,它有一个方法draw()。Shape其实是一个抽象概念,它的draw()方法其实并不知道如何实现,只有子类才知道。这种只有子类才知道如何实现的方法,一般被定义为抽象方法。

抽象方法是相对于具体方法而言的,具体方法有实现代码,而抽象方法只有声明,没有实现。上节介绍的接口中的方法(非Java 8引入的静态和默认方法)就都是抽象方法。
抽象方法和抽象类都使用abstract这个关键字来声明,语法如下所示:

public abstract class Shape {
    //其他代码
    public abstract void draw();
}

定义了抽象方法的类必须被声明为抽象类,不过,抽象类可以没有抽象方法。抽象类和具体类一样,可以定义具体方法、实例变量等,它和具体类的核心区别是,抽象类不能创建对象(比如,不能使用new Shape()),而具体类可以。

抽象类不能创建对象,要创建对象,必须使用它的具体子类。一个类在继承抽象类后,必须实现抽象类中定义的所有抽象方法,除非它自己也声明为抽象类。圆类的实现代码,如下所示:

public class Circle extends Shape {
    //其他代码
    @Override
    public void draw() {
        //主体代码
    }
}

圆实现了draw()方法。与接口类似,抽象类虽然不能使用new,但可以声明抽象类的变量,引用抽象类具体子类的对象,如下所示:

Shape shape = new Circle();
shape.draw();

shape是抽象类Shape类型的变量,引用了具体子类Circle的对象,调用draw()方法将调用Circle的draw代码。

为什么需要抽象类

抽象方法和抽象类看上去是多余的,对于抽象方法,不知道如何实现,定义一个空方法体不就行了吗?而抽象类不让创建对象,看上去只是增加了一个不必要的限制。

引入抽象方法和抽象类,是Java提供的一种语法工具,对于一些类和方法,引导使用者正确使用它们,减少误用。使用抽象方法而非空方法体,子类就知道它必须要实现该方法,而不可能忽略,若忽略Java编译器会提示错误。使用抽象类,类的使用者创建对象的时候,就知道必须要使用某个具体子类,而不可能误用不完整的父类。

无论是编写程序,还是平时做其他事情,每个人都可能会犯错,减少错误不能只依赖人的优秀素质,还需要一些机制,使得一个普通人都容易把事情做对,而难以把事情做错。抽象类就是Java提供的这样一种机制。

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