Java 面向对象 - 抽象类
普通类是一个完善的功能类，可以直接产生实例化对象，并且在普通类中可以包含有构造方法、普通方法、static方法、常量和变量等内容。而抽象类是指在普通类的结构里面增加抽象方法的组成部分。
什么叫抽象方法？
在所有的普通方法上面都会有一个“{}”，这个表示方法体，有方法体的方法一定可以被对象直接使用。而抽象方法，是指没有方法体的方法，同时抽象方法还必须使用关键字abstract做修饰。而拥有抽象方法的类就是抽象类，抽象类要使用abstract关键字声明。
实例：定义一个抽象类，并实例化抽象类的对象
package com.yoodb.blog;
abstract class A {//定义一个抽象类
public void fun() {//普通方法
System.out.println("存在方法体的方法");
}
public abstract void print();//抽象方法，没有方法体，有abstract关键字做修饰
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
A a = new A();
}
}
运行结果如下：
Exception in thread "main" java.lang.Error: Unresolved compilation problem:
Cannot instantiate the type A
at com.yoodb.blog.TestDemo.main(TestDemo.java:15)
从上可知，A是抽象的，无法直接进行实例化操作。为什么不能直接实例化呢？当一个类实例化之后，就意味着这个对象可以调用类中的属性或者放过了，但在抽象类里存在抽象方法，而抽象方法没有方法体，没有方法体就无法进行调用。既然无法进行方法调用的话，又怎么去产生实例化对象呢。
抽象类使用原则
抽象类的使用原则如下：
1）抽象方法必须为public或者protected（因为如果为private，则不能被子类继承，子类便无法实现该方法），缺省情况下默认为public；
2）抽象类不能直接实例化，需要依靠子类采用向上转型的方式处理；
3）抽象类必须有子类，使用extends继承，一个子类只能继承一个抽象类；
4）子类（如果不是抽象类）则必须覆写抽象类之中的全部抽象方法（如果子类没有实现父类的抽象方法，则必须将子类也定义为为abstract类。）；
演示代码
实例：
package com.yoodb.blog;
abstract class A {//定义一个抽象类
public void fun() {//普通方法
System.out.println("存在方法体的方法");
}
public abstract void print();//抽象方法，没有方法体，有abstract关键字做修饰
}
//单继承
class B extends A {//B类是抽象类的子类，是一个普通类
@Override
public void print() {//强制要求覆写
System.out.println("Hello World !");
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
A a = new B();//向上转型
a.fun();//被子类所覆写的过的方法
}
}
运行结果
运行结果如下：
Hello World !
现在就可以清楚的发现：
- 抽象类继承子类里面有明确的方法覆写要求，而普通类可以有选择性的来决定是否需要覆写；
- 抽象类实际上就比普通类多了一些抽象方法而已，其他组成部分和普通类完全一样；
- 普通类对象可以直接实例化，但抽象类的对象必须经过向上转型之后才可以得到。
虽然一个类的子类可以去继承任意的一个普通类，可是从开发的实际要求来讲，普通类尽量不要去继承另外一个普通类，而是去继承抽象类。
抽象类使用限制
- 抽象类中有构造方法么？
由于抽象类里会存在一些属性，那么抽象类中一定存在构造方法，其存在目的是为了属性的初始化；并且子类对象实例化的时候，依然满足先执行父类构造，再执行子类构造的顺序。
实例：
package com.yoodb.blog;
abstract class A {//定义一个抽象类
public A() {
System.out.println("*****A类构造方法*****");
}
public abstract void print();//抽象方法，没有方法体，有abstract关键字做修饰
}
//单继承
class B extends A {//B类是抽象类的子类，是一个普通类
public B() {
System.out.println("*****B类构造方法*****");
}
@Override
public void print() {//强制要求覆写
System.out.println("Hello World !");
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
A a = new B();//向上转型
}
}
运行结果如下：
*****A类构造方法*****
*****B类构造方法*****
- 抽象类可以用final声明么？
不能，因为抽象类必须有子类，而final定义的类不能有子类；
- 抽象类能否使用static声明？
先看一个关于外部抽象类的实例：
package com.yoodb.blog;
static abstract class A {//定义一个抽象类
public abstract void print();
}
class B extends A {
public void print() {
System.out.println("**********");
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
A a = new B();//向上转型
a.print();
}
}
运行结果如下：
Exception in thread "main" java.lang.Error: Unresolved compilation problem:
Illegal modifier for the class A; only public, abstract & final are permitted
at com.yoodb.blog.A.
at com.yoodb.blog.B.
at com.yoodb.blog.TestDemo.main(TestDemo.java:18)
再看一个关于内部抽象类：
package com.yoodb.blog;
abstract class A {//定义一个抽象类
static abstract class B {//static定义的内部类属于外部类
public abstract void print();
}
}
class C extends A.B {
public void print() {
System.out.println("*****blog.yoodb.com*****");
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
A.B ab = new C();//向上转型
ab.print();
}
}
运行结果如下：
*****blog.yoodb.com*****
分析：由此可见，外部抽象类不允许使用static声明，而内部的抽象类运行使用static声明。使用static声明的内部抽象类相当于一个外部抽象类，继承的时候使用“外部类.内部类”的形式表示类名称。
- 可以直接调用抽象类中用static声明的方法么？
任何时候，如果要执行类中的static方法的时候，都可以在没有对象的情况下直接调用，对于抽象类也一样。
实例：
package com.yoodb.blog;
abstract class A {//定义一个抽象类
public static void print() {
System.out.println("Hello World !");
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
A.print();
}
}
运行结果如下：
Hello World !
- 有时候由于抽象类中只需要一个特定的系统子类操作，所以可以忽略掉外部子类。这样的设计在系统类库中会比较常见，目的是对用户隐藏不需要知道的子类。
实例：
package com.yoodb.blog;
abstract class A {//定义一个抽象类
public abstract void print();
private static class B extends A {//内部抽象类子类
public void print() {//覆写抽象类的方法
System.out.println("Hello World !");
}
}
//这个方法不受实例化对象的控制
public static A getInstance() {
return new B();
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
//此时取得抽象类对象的时候完全不需要知道B类这个子类的存在
A a = A.getInstance();
a.print();
}
}
运行结果如下：
Hello World !
抽象类的应用
模板设计模式
例如，现在有三类事物：
- 机器人：充电，工作；
- 人：吃饭，工作，睡觉；
- 猪：进食，睡觉。
现要求实现一个程序，可以实现三种不同事物的行为。
先定义一个抽象行为类：
package com.yoodb.blog;
public abstract class Action {
public static final int EAT = 1;
public static final int SLEEP = 3;
public static final int WORK = 5;
public abstract void eat();
public abstract void sleep();
public abstract void work();
public void commond(int flags) {
switch (flags) {
case EAT:
this.eat();
break;
case SLEEP:
this.sleep();
break;
case WORK:
this.work();
break;
case EAT + SLEEP:
this.eat();
this.sleep();
break;
case SLEEP + WORK:
this.sleep();
this.work();
break;
default:
break;
}
}
}
定义一个机器人的类：
package com.yoodb.blog;
public class Robot extends Action {
@Override
public void eat() {
System.out.println("机器人充电");
}
@Override
public void sleep() {
}
@Override
public void work() {
System.out.println("机器人工作");
}
}
定义一个人的类：
package com.yoodb.blog;
public class Human extends Action {
@Override
public void eat() {
System.out.println("人吃饭");
}
@Override
public void sleep() {
System.out.println("人睡觉");
}
@Override
public void work() {
System.out.println("人工作");
}
}
定义一个猪的类：
package com.yoodb.blog;
public class Pig extends Action {
@Override
public void eat() {
System.out.println("猪进食");
}
@Override
public void sleep() {
System.out.println("猪睡觉");
}
@Override
public void work() {
}
}
测试主类：
package com.yoodb.blog;
public class AbstractDemo {
public static void main(String[] args) {
fun(new Robot());
fun(new Human());
fun(new Pig());
}
public static void fun(Action act) {
act.commond(Action.EAT);
act.commond(Action.SLEEP);
act.commond(Action.WORK);
}
}
运行结果如下：
机器人充电
机器人工作
人吃饭
人睡觉
人工作
猪进食
猪睡觉
所有的子类如果要想正常的完成操作，必须按照指定的方法进行覆写才可以，而这个时候抽象类所起的功能就是一个类定义模板的功能。