11.Java之抽象类

1. 抽象类

1.1 抽象类概念

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。 比如：

说明:

1.矩形、三角形、圆形都是图形，因此和Shape类的惯性应该是继承关系

2.虽然图形图Shape中也存在draw的方法，但由于Shape类并不是具体的图形，因此其内部的draw方法实际是没有办法实现的。

3.由于Shape类没有办法描述一个具体的图形，导致其draw（）方法无法具体实现，因此可以将Shape类设计为“抽象类”。

在打印图形例子中, 我们发现, 父类 Shape 中的 draw 方法好像并没有什么实际工作, 主要的绘制图形都是由 Shape的各种子类的 draw 方法来完成的. 像这种没有实际工作的方法, 我们可以把它设计成一个 抽象方法(abstract method), 包含抽象方法的类我们称为 抽象类(abstract class).

1.2 抽象类语法

在Java中，一个类如果被 abstract 修饰称为抽象类，抽象类中被 abstract 修饰的方法称为抽象方法，抽象方法不用给出具体的实现体.

// 抽象类：被abstract修饰的类
public abstract class Shape {
    // 抽象方法：被abstract修饰的方法，没有方法体
    abstract public void draw();
    abstract void calcArea();
    // 抽象类也是类，也可以增加普通方法和属性
    public double getArea(){
        return area;
    }
    protected double area; // 面积
}

注意：抽象类也是类，内部可以包含普通方法和属性，甚至构造方法

1.3 抽象类特性

1. 抽象类不能直接实例化对象

Shape shape = new Shape();//抽象类无法实例化
// 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

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

浅析Java中的final关键字 - Matrix海子 - 博客园 (cnblogs.com)

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。

public abstract class Shape {
// 抽象方法：被abstract修饰的方法，没有方法体
    abstract public void draw();
    abstract void calcArea();
// 抽象类也是类，也可以增加普通方法和属性
    public double getArea(){
        return area;
    }
    protected double area; // 面积
}
// 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;
    final 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

1.4 抽象类的作用

抽象类本身不能被实例化, 要想使用, 只能创建该抽象类的子类. 然后让子类重写抽象类中的抽象方法.

有些同学可能会说了, 普通的类也可以被继承呀, 普通的方法也可以被重写呀, 为啥非得用抽象类和抽象方法呢?

确实如此. 但是使用抽象类相当于多了一重编译器的校验.

使用抽象类的场景就如上面的代码, 实际工作不应该由父类完成, 而应由子类完成. 那么此时如果不小心误用成父类了, 使用普通类编译器是不会报错的. 但是父类是抽象类就会在实例化的时候提示错误, 让我们尽早发现问题.

很多语法存在的意义都是为了 "预防出错", 例如我们曾经用过的 final 也是类似. 创建的变量用户不去修改, 不就相当于常量嘛? 但是加上 final 能够在不小心误修改的时候, 让编译器及时提醒我们.
充分利用编译器的校验, 在实际开发中是非常有意义的