Java抽象類(lèi)原理與用法實(shí)例詳解
本文實(shí)例講述了Java抽象類(lèi)原理與用法。分享給大家供大家參考，具體如下：
一、抽象類(lèi)的基本概念
普通類(lèi)是一個(gè)完善的功能類(lèi)，可以直接產(chǎn)生實(shí)例化對(duì)象，并且在普通類(lèi)中可以包含有構(gòu)造方法、普通方法、static方法、常量和變量等內(nèi)容。而抽象類(lèi)是指在普通類(lèi)的結(jié)構(gòu)里面增加抽象方法的組成部分。
那么什么叫抽象方法呢？在所有的普通方法上面都會(huì)有一個(gè)“{}”，這個(gè)表示方法體，有方法體的方法一定可以被對(duì)象直接使用。而抽象方法，是指沒(méi)有方法體的方法，同時(shí)抽象方法還必須使用關(guān)鍵字abstract做修飾。
而擁有抽象方法的類(lèi)就是抽象類(lèi)，抽象類(lèi)要使用abstract關(guān)鍵字聲明。
范例：定義一個(gè)抽象類(lèi)
abstract class A{//定義一個(gè)抽象類(lèi)
public void fun(){//普通方法
System.out.println("存在方法體的方法");
}
public abstract void print();//抽象方法，沒(méi)有方法體，有abstract關(guān)鍵字做修飾
}
二、抽象類(lèi)的使用
我們先看范例。
范例：直接實(shí)例化抽象類(lèi)的對(duì)象
package com.wz.abstractdemo;
abstract class A{//定義一個(gè)抽象類(lèi)
public void fun(){//普通方法
System.out.println("存在方法體的方法");
}
public abstract void print();//抽象方法，沒(méi)有方法體，有abstract關(guān)鍵字做修飾
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
A a = new A();
}
}
運(yùn)行：
Exception in thread "main" java.lang.Error: Unresolved compilation problem:
Cannot instantiate the type A
at com.wz.abstractdemo.TestDemo.main(TestDemo.java:15)
從上可知，A是抽象的，無(wú)法直接進(jìn)行實(shí)例化操作。為什么不能直接實(shí)例化呢？當(dāng)一個(gè)類(lèi)實(shí)例化之后，就意味著這個(gè)對(duì)象可以調(diào)用類(lèi)中的屬性或者放過(guò)了，但在抽象類(lèi)里存在抽象方法，而抽象方法沒(méi)有方法體，沒(méi)有方法體就無(wú)法進(jìn)行調(diào)用。既然無(wú)法進(jìn)行方法調(diào)用的話(huà)，又怎么去產(chǎn)生實(shí)例化對(duì)象呢。
抽象類(lèi)的使用原則如下：
（1）抽象方法必須為public或者protected（因?yàn)槿绻麨閜rivate，則不能被子類(lèi)繼承，子類(lèi)便無(wú)法實(shí)現(xiàn)該方法），缺省情況下默認(rèn)為public；
（2）抽象類(lèi)不能直接實(shí)例化，需要依靠子類(lèi)采用向上轉(zhuǎn)型的方式處理；
（3）抽象類(lèi)必須有子類(lèi)，使用extends繼承，一個(gè)子類(lèi)只能繼承一個(gè)抽象類(lèi)；
（4）子類(lèi)（如果不是抽象類(lèi)）則必須覆寫(xiě)抽象類(lèi)之中的全部抽象方法（如果子類(lèi)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)父類(lèi)的抽象方法，則必須將子類(lèi)也定義為為abstract類(lèi)。）；
范例：
package com.wz.abstractdemo;
abstract class A{//定義一個(gè)抽象類(lèi)
public void fun(){//普通方法
System.out.println("存在方法體的方法");
}
public abstract void print();//抽象方法，沒(méi)有方法體，有abstract關(guān)鍵字做修飾
}
//單繼承
class B extends A{//B類(lèi)是抽象類(lèi)的子類(lèi)，是一個(gè)普通類(lèi)
@Override
public void print() {//強(qiáng)制要求覆寫(xiě)
System.out.println("Hello World !");
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
A a = new B();//向上轉(zhuǎn)型
a.print();//被子類(lèi)所覆寫(xiě)的過(guò)的方法
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
Hello World !
現(xiàn)在就可以清楚的發(fā)現(xiàn)：
（1）抽象類(lèi)繼承子類(lèi)里面有明確的方法覆寫(xiě)要求，而普通類(lèi)可以有選擇性的來(lái)決定是否需要覆寫(xiě)；
（2）抽象類(lèi)實(shí)際上就比普通類(lèi)多了一些抽象方法而已，其他組成部分和普通類(lèi)完全一樣；
（3）普通類(lèi)對(duì)象可以直接實(shí)例化，但抽象類(lèi)的對(duì)象必須經(jīng)過(guò)向上轉(zhuǎn)型之后才可以得到。
雖然一個(gè)類(lèi)的子類(lèi)可以去繼承任意的一個(gè)普通類(lèi)，可是從開(kāi)發(fā)的實(shí)際要求來(lái)講，普通類(lèi)盡量不要去繼承另外一個(gè)普通類(lèi)，而是去繼承抽象類(lèi)。
三、抽象類(lèi)的使用限制
（1）抽象類(lèi)中有構(gòu)造方法么？
由于抽象類(lèi)里會(huì)存在一些屬性，那么抽象類(lèi)中一定存在構(gòu)造方法，其存在目的是為了屬性的初始化。
并且子類(lèi)對(duì)象實(shí)例化的時(shí)候，依然滿(mǎn)足先執(zhí)行父類(lèi)構(gòu)造，再執(zhí)行子類(lèi)構(gòu)造的順序。
范例如下：
package com.wz.abstractdemo;
abstract class A{//定義一個(gè)抽象類(lèi)
public A(){
System.out.println("*****A類(lèi)構(gòu)造方法*****");
}
public abstract void print();//抽象方法，沒(méi)有方法體，有abstract關(guān)鍵字做修飾
}
//單繼承
class B extends A{//B類(lèi)是抽象類(lèi)的子類(lèi)，是一個(gè)普通類(lèi)
public B(){
System.out.println("*****B類(lèi)構(gòu)造方法*****");
}
@Override
public void print() {//強(qiáng)制要求覆寫(xiě)
System.out.println("Hello World !");
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
A a = new B();//向上轉(zhuǎn)型
}
}
執(zhí)行結(jié)果：
*****A類(lèi)構(gòu)造方法*****
*****B類(lèi)構(gòu)造方法*****
（2）抽象類(lèi)可以用final聲明么？
不能，因?yàn)槌橄箢?lèi)必須有子類(lèi)，而final定義的類(lèi)不能有子類(lèi)；
（3）抽象類(lèi)能否使用static聲明？
先看一個(gè)關(guān)于外部抽象類(lèi)的范例：
package com.wz.abstractdemo;
static abstract class A{//定義一個(gè)抽象類(lèi)
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();//向上轉(zhuǎn)型
a.print();
}
}
執(zhí)行結(jié)果
Exception in thread "main" java.lang.Error: Unresolved compilation problem:
Illegal modifier for the class A; only public, abstract & final are permitted
at com.wz.abstractdemo.A.<init>(TestDemo.java:3)
at com.wz.abstractdemo.B.<init>(TestDemo.java:9)
at com.wz.abstractdemo.TestDemo.main(TestDemo.java:18)
再看一個(gè)關(guān)于內(nèi)部抽象類(lèi)：
package com.wz.abstractdemo;
abstract class A{//定義一個(gè)抽象類(lèi)
static abstract class B{//static定義的內(nèi)部類(lèi)屬于外部類(lèi)
public abstract void print();
}
}
class C extends A.B{
public void print(){
System.out.println("**********");
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
A.B ab = new C();//向上轉(zhuǎn)型
ab.print();
}
}
執(zhí)行結(jié)果：
**********
由此可見(jiàn)，外部抽象類(lèi)不允許使用static聲明，而內(nèi)部的抽象類(lèi)運(yùn)行使用static聲明。使用static聲明的內(nèi)部抽象類(lèi)相當(dāng)于一個(gè)外部抽象類(lèi)，繼承的時(shí)候使用“外部類(lèi).內(nèi)部類(lèi)”的形式表示類(lèi)名稱(chēng)。
（4）可以直接調(diào)用抽象類(lèi)中用static聲明的方法么？
任何時(shí)候，如果要執(zhí)行類(lèi)中的static方法的時(shí)候，都可以在沒(méi)有對(duì)象的情況下直接調(diào)用，對(duì)于抽象類(lèi)也一樣。
范例如下：
package com.wz.abstractdemo;
abstract class A{//定義一個(gè)抽象類(lèi)
public static void print(){
System.out.println("Hello World !");
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
A.print();
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
Hello World !
（5）有時(shí)候由于抽象類(lèi)中只需要一個(gè)特定的系統(tǒng)子類(lèi)操作，所以可以忽略掉外部子類(lèi)。這樣的設(shè)計(jì)在系統(tǒng)類(lèi)庫(kù)中會(huì)比較常見(jiàn)，目的是對(duì)用戶(hù)隱藏不需要知道的子類(lèi)。
范例如下：
package com.wz.abstractdemo;
abstract class A{//定義一個(gè)抽象類(lèi)
public abstract void print();
private static class B extends A{//內(nèi)部抽象類(lèi)子類(lèi)
public void print(){//覆寫(xiě)抽象類(lèi)的方法
System.out.println("Hello World !");
}
}
//這個(gè)方法不受實(shí)例化對(duì)象的控制
public static A getInstance(){
return new B();
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
//此時(shí)取得抽象類(lèi)對(duì)象的時(shí)候完全不需要知道B類(lèi)這個(gè)子類(lèi)的存在
A a = A.getInstance();
a.print();
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
Hello World !
四、抽象類(lèi)的應(yīng)用——模板設(shè)計(jì)模式
例如，現(xiàn)在有三類(lèi)事物：
（1）機(jī)器人：充電，工作；
（2）人：吃飯，工作，睡覺(jué)；
（3）豬：進(jìn)食，睡覺(jué)。
現(xiàn)要求實(shí)現(xiàn)一個(gè)程序，可以實(shí)現(xiàn)三種不同事物的行為。
先定義一個(gè)抽象行為類(lèi)：
package com.wz.abstractdemo;
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;
}
}
}
定義一個(gè)機(jī)器人的類(lèi)：
package com.wz.abstractdemo;
public class Robot extends Action{
@Override
public void eat() {
System.out.println("機(jī)器人充電");
}
@Override
public void sleep() {
}
@Override
public void work() {
System.out.println("機(jī)器人工作");
}
}
定義一個(gè)人的類(lèi)：
package com.wz.abstractdemo;
public class Human extends Action{
@Override
public void eat() {
System.out.println("人吃飯");
}
@Override
public void sleep() {
System.out.println("人睡覺(jué)");
}
@Override
public void work() {
System.out.println("人工作");
}
}
定義一個(gè)豬的類(lèi)：
package com.wz.abstractdemo;
public class Pig extends Action{
@Override
public void eat() {
System.out.println("豬進(jìn)食");
}
@Override
public void sleep() {
System.out.println("豬睡覺(jué)");
}
@Override
public void work() {
}
}
測(cè)試主類(lèi)：
package com.wz.abstractdemo;
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);
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
機(jī)器人充電
機(jī)器人工作
人吃飯
人睡覺(jué)
人工作
豬進(jìn)食
豬睡覺(jué)
所有的子類(lèi)如果要想正常的完成操作，必須按照指定的方法進(jìn)行覆寫(xiě)才可以，而這個(gè)時(shí)候抽象類(lèi)所起的功能就是一個(gè)類(lèi)定義模板的功能。
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希望本文所述對(duì)大家java程序設(shè)計(jì)有所幫助。
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