Java 抽象类

面向对象的程序设计中,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

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

抽象类

Java 使用 abstract class 语句来定义抽象类

Employee.java

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;
   }
}

Employee 类与普通类没有什么不同,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

然后我们就可以写一个类来实现该抽象类

AbstractDemo.java

public class AbstractDemo
{
   public static void main(String [] args)
   {
      /* 以下是不允许的,会引发错误 */
      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.java:46: Employee is abstract; cannot be instantiated
      Employee e = new Employee("George W.", "Houston, TX", 43);
                   ^
1 error

继承抽象类

抽象类还可以被继承,继承的语法和普通类的继承一样都是使用 extends 关键字

Salary.java

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;
   }
}

抽象类不能被实例化,比如不能实例化一个 Employee 类的对象

但如果继承类实现了抽象类的所有方法,那么继承类就可以被实例化,比如可以实例化一个 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

最后,我们可以写一个测试类 AbstractDemo 使用刚刚定义的 Salary 类

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();
    }
}

编译运行以上 Java 代码,输出结果如下

Constructing an Employee
Constructing an Employee
Call mailCheck using  Salary reference --
Within mailCheck of Salary class
Mailing check to Mohd Mohtashim with salary 3600.0

Call mailCheck using Employee reference--
Within mailCheck of Salary class
Mailing check to John Adams with salary 2400.

抽象方法

有时候你可能想要设计这样一个类,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();

   //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

Salary.java

public class Salary extends Employee
{
   private double salary; // Annual salary

   public double computePay()
   {
      System.out.println("Computing salary pay for " + getName());
      return salary/52;
   }

   //其余代码
}

抽象类的几点约束

  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

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