【Java學習筆記之二十一】抽象類在Java繼承中的用法小結

1、抽象類的基本概念

普通類是一個完善的功能類，能夠直接產生實例化對象，而且在普通類中能夠包含有構造方法、普通方法、static方法、常量和變量等內容。而抽象類是指在普通類的結構裏面增長抽象方法的組成部分。

那麼什麼叫抽象方法呢？在全部的普通方法上面都會有一個「{}」，這個表示方法體，有方法體的方法必定能夠被對象直接使用。而抽象方法，是指沒有方法體的方法，同時抽象方法還必須使用關鍵字abstract作修飾。

而擁有抽象方法的類就是抽象類，抽象類要使用abstract關鍵字聲明。

範例：定義一個抽象類

1 abstract class A{//定義一個抽象類
2 
3     public void fun(){//普通方法
4         System.out.println("存在方法體的方法");
5     }
6 
7     public abstract void print();//抽象方法，沒有方法體，有abstract關鍵字作修飾
8 
9 }

2、抽象類的使用

咱們先看範例。
範例：直接實例化抽象類的對象

 1 abstract class A{//定義一個抽象類
 2 
 3     public void fun(){//普通方法
 4         System.out.println("存在方法體的方法");
 5     }
 6 
 7     public abstract void print();//抽象方法，沒有方法體，有abstract關鍵字作修飾
 8 
 9 }
10 
11 public class TestDemo {
12 
13     public static void main(String[] args) {
14         A a = new A();
15     }
16 }

運行：

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，沒法直接進行實例化操做。爲何不能直接實例化呢？當一個類實例化以後，就意味着這個對象能夠調用類中的屬性或者放過了，但在抽象類裏存在抽象方法，而抽象方法沒有方法體，沒有方法體就沒法進行調用。既然沒法進行方法調用的話，又怎麼去產生實例化對象呢。

抽象類的使用原則以下：
（1）抽象方法必須爲public或者protected（由於若是爲private，則不能被子類繼承，子類便沒法實現該方法），缺省狀況下默認爲public；
（2）抽象類不能直接實例化，須要依靠子類採用向上轉型的方式處理；
（3）抽象類必須有子類，使用extends繼承，一個子類只能繼承一個抽象類；
（4）子類（若是不是抽象類）則必須覆寫抽象類之中的所有抽象方法（若是子類沒有實現父類的抽象方法，則必須將子類也定義爲爲abstract類。）；

範例：

 1 abstract class A{//定義一個抽象類
 2 
 3     public void fun(){//普通方法
 4         System.out.println("存在方法體的方法");
 5     }
 6 
 7     public abstract void print();//抽象方法，沒有方法體，有abstract關鍵字作修飾
 8 
 9 }
10 //單繼承
11 class B extends A{//B類是抽象類的子類，是一個普通類
12 
13     @Override
14     public void print() {//強制要求覆寫
15         System.out.println("Hello World !");
16     }
17 
18 }
19 public class TestDemo {
20 
21     public static void main(String[] args) {
22         A a = new B();//向上轉型
23 
24         a.fun();//被子類所覆寫的過的方法
25     }
26 }

運行結果：

Hello World !

如今就能夠清楚的發現：
（1）抽象類繼承子類裏面有明確的方法覆寫要求，而普通類能夠有選擇性的來決定是否須要覆寫；
（2）抽象類實際上就比普通類多了一些抽象方法而已，其餘組成部分和普通類徹底同樣；
（3）普通類對象能夠直接實例化，但抽象類的對象必須通過向上轉型以後才能夠獲得。

雖然一個類的子類能夠去繼承任意的一個普通類，但是從開發的實際要求來說，普通類儘可能不要去繼承另一個普通類，而是去繼承抽象類。

3、抽象類的使用限制

（1）抽象類中有構造方法麼？
因爲抽象類裏會存在一些屬性，那麼抽象類中必定存在構造方法，其存在目的是爲了屬性的初始化。
而且子類對象實例化的時候，依然知足先執行父類構造，再執行子類構造的順序。

範例以下：

 1 abstract class A{//定義一個抽象類
 2 
 3     public A(){
 4         System.out.println("*****A類構造方法*****");
 5     }
 6 
 7     public abstract void print();//抽象方法，沒有方法體，有abstract關鍵字作修飾
 8 
 9 }
10 //單繼承
11 class B extends A{//B類是抽象類的子類，是一個普通類
12 
13     public B(){
14         System.out.println("*****B類構造方法*****");
15     }
16 
17     @Override
18     public void print() {//強制要求覆寫
19         System.out.println("Hello World !");
20     }
21 
22 }
23 public class TestDemo {
24 
25     public static void main(String[] args) {
26         A a = new B();//向上轉型
27     }
28 
29 }

執行結果：

*****A類構造方法*****
*****B類構造方法*****

（2）抽象類能夠用final聲明麼？
不能，由於抽象類必須有子類，而final定義的類不能有子類；

（3）抽象類可否使用static聲明？
先看一個關於外部抽象類的範例：

 1 static abstract class A{//定義一個抽象類
 2 
 3     public abstract void print();
 4 
 5 }
 6 
 7 class B extends A{
 8 
 9     public void print(){
10         System.out.println("**********");
11     }
12 }
13 public class TestDemo {
14 
15     public static void main(String[] args) {
16         A a = new B();//向上轉型
17         a.print();
18     }
19 
20 }

執行結果

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)

再看一個關於內部抽象類：

 1 abstract class A{//定義一個抽象類
 2 
 3     static abstract class B{//static定義的內部類屬於外部類
 4         public abstract void print();
 5     }
 6 
 7 }
 8 
 9 class C extends A.B{
10 
11     public void print(){
12         System.out.println("**********");
13     }
14 }
15 public class TestDemo {
16 
17     public static void main(String[] args) {
18         A.B ab = new C();//向上轉型
19         ab.print();
20     }
21 
22 }

執行結果：

**********

因而可知，外部抽象類不容許使用static聲明，而內部的抽象類運行使用static聲明。使用static聲明的內部抽象類至關於一個外部抽象類，繼承的時候使用「外部類.內部類」的形式表示類名稱。

（4）能夠直接調用抽象類中用static聲明的方法麼？
任什麼時候候，若是要執行類中的static方法的時候，均可以在沒有對象的狀況下直接調用，對於抽象類也同樣。
範例以下：

 1 abstract class A{//定義一個抽象類
 2 
 3     public static void print(){
 4         System.out.println("Hello World !");
 5     }
 6 
 7 }
 8 
 9 public class TestDemo {
10 
11     public static void main(String[] args) {
12         A.print();
13     }
14 
15 }

運行結果：

Hello World !

（5）有時候因爲抽象類中只須要一個特定的系統子類操做，因此能夠忽略掉外部子類。這樣的設計在系統類庫中會比較常見，目的是對用戶隱藏不須要知道的子類。
範例以下：

 1 abstract class A{//定義一個抽象類
 2     public abstract void print();
 3 
 4     private static class B extends A{//內部抽象類子類
 5 
 6         public void print(){//覆寫抽象類的方法
 7             System.out.println("Hello World !");
 8         }
 9     }
10 
11     //這個方法不受實例化對象的控制
12     public static A getInstance(){
13         return new B();
14     }
15 
16 }
17 
18 public class TestDemo {
19 
20     public static void main(String[] args) {
21 
22         //此時取得抽象類對象的時候徹底不須要知道B類這個子類的存在
23         A a = A.getInstance();
24         a.print();
25     }
26 }

運行結果：

Hello World !

4、抽象類的應用——模板設計模式

例如，如今有三類事物：
（1）機器人：充電，工做；
（2）人：吃飯，工做，睡覺；
（3）豬：進食，睡覺。
現要求實現一個程序，能夠實現三種不一樣事物的行爲。

先定義一個抽象行爲類：

 1 public abstract class Action{
 2 
 3     public static final int EAT = 1 ;
 4     public static final int SLEEP = 3 ;
 5     public static final int WORK = 5 ;
 6 
 7     public abstract void eat();
 8     public abstract void sleep();
 9     public abstract void work();
10 
11     public void commond(int flags){
12       switch(flags){
13         case EAT:
14             this.eat();
15             break;
16         case SLEEP:
17             this.sleep();
18             break;
19         case WORK:
20             this.work();
21             break;
22         case EAT + SLEEP:
23             this.eat();
24             this.sleep();
25             break;
26         case SLEEP + WORK:
27             this.sleep();
28             this.work();
29             break;
30         default:
31             break;
32         }
33     }
34 }

定義一個機器人的類：

 1 public class Robot extends Action{
 2 
 3     @Override
 4     public void eat() {
 5         System.out.println("機器人充電");
 6 
 7     }
 8 
 9     @Override
10     public void sleep() {
11 
12     }
13 
14     @Override
15     public void work() {
16         System.out.println("機器人工做");
17 
18     }
19 
20 }

定義一我的的類：

 1 public class Human extends Action{
 2 
 3     @Override
 4     public void eat() {
 5         System.out.println("人吃飯");
 6 
 7     }
 8 
 9     @Override
10     public void sleep() {
11         System.out.println("人睡覺");
12 
13     }
14 
15     @Override
16     public void work() {
17         System.out.println("人工做");
18 
19     }
20 
21 }

定義一個豬的類：

 1 public class Pig extends Action{
 2 
 3     @Override
 4     public void eat() {
 5         System.out.println("豬進食");
 6 
 7     }
 8 
 9     @Override
10     public void sleep() {
11         System.out.println("豬睡覺");
12 
13     }
14 
15     @Override
16     public void work() {
17 
18 
19     }
20 
21 }

測試主類：

 1 public class AbstractDemo {
 2 
 3     public static void main(String[] args) {
 4 
 5         fun(new Robot());
 6 
 7         fun(new Human());
 8 
 9         fun(new Pig());
10 
11     }
12 
13     public static void fun(Action act){
14         act.commond(Action.EAT);
15         act.commond(Action.SLEEP);
16         act.commond(Action.WORK);
17     }
18 
19 }

運行結果：

機器人充電
機器人工做
人吃飯
人睡覺
人工做
豬進食
豬睡覺

全部的子類若是要想正常的完成操做，必須按照指定的方法進行覆寫才能夠，而這個時候抽象類所起的功能就是一個類定義模板的功能。