第十节 抽象方法和抽象类 [10]

下面是《抽象方法和抽象类》这一节的完整攻略。

抽象方法和抽象类

什么是抽象方法？

抽象方法是一种没有具体实现的方法，它只有方法头（方法名、参数列表）而没有方法体。在Java中，我们通过关键字abstract来声明一个抽象方法。

public abstract int getArea();

上述代码中的getArea()方法是一个抽象方法，它没有方法体（即花括号内没有具体实现的语句），只有方法头，并且前面有一个abstract关键字。

什么是抽象类？

抽象类是一个不能被实例化的类，它本身就是一个不完整的类，因为其中包含着抽象方法。在Java中，我们同样通过关键字abstract来声明一个抽象类。

public abstract class Shape {
    public abstract int getArea();
}

上述代码中的Shape类就是一个抽象类，其中的getArea()方法是一个抽象方法。由于抽象类中包含着抽象方法，因此它不能被实例化，即我们不能通过new关键字来创建Shape类的实例。

如何使用抽象类和抽象方法？

我们通常会定义一个抽象类作为其他子类的父类，这样所有的子类就都必须实现抽象类中的抽象方法。如果一个子类没有实现抽象类中的所有抽象方法，那么它也必须声明为抽象类。

public abstract class Shape {
    public abstract int getArea();
}

public class Rectangle extends Shape {
    private int width;
    private int height;

    public void setWidth(int width) {
        this.width = width;
    }

    public void setHeight(int height) {
        this.height = height;
    }

    public int getArea() {
        return width * height;
    }
}

public class Circle extends Shape {
    private int radius;

    public void setRadius(int radius) {
        this.radius = radius;
    }

    public int getArea() {
        return (int)(Math.PI * radius * radius);
    }
}

上述代码中，我们定义了两个子类Rectangle和Circle，它们都继承自抽象类Shape。Shape类中定义了一个抽象方法getArea()，因此Rectangle类和Circle类都必须实现该方法。在Rectangle类中，我们按照矩形的求面积公式实现了getArea()方法；在Circle类中，我们按照圆的求面积公式实现了getArea()方法。

这样，我们就可以定义一个Shape类型的变量，并用它来引用任意一个Rectangle对象或Circle对象。由于Rectangle和Circle都是Shape的子类，因此它们都有一个getArea()方法，因此我们可以通过Shape类型的变量来调用它们的getArea()方法，而无需关心它们的具体实现。

public class TestShape {
    public static void main(String[] args) {
        Shape s1 = new Rectangle();
        ((Rectangle)s1).setWidth(5);
        ((Rectangle)s1).setHeight(10);
        System.out.println("Rectangle area: " + s1.getArea());

        Shape s2 = new Circle();
        ((Circle)s2).setRadius(5);
        System.out.println("Circle area: " + s2.getArea());
    }
}

上述代码中，我们定义了一个TestShape类，其中我们分别创建了一个Rectangle对象和一个Circle对象，并将它们赋给了一个Shape类型的变量s1和s2。接着，我们通过强制类型转换将Shape类型的变量转换为Rectangle类型或Circle类型，并分别设置了Rectangle对象的宽度和高度以及Circle对象的半径。最后，我们调用它们的getArea()方法并打印结果。

输出结果为：

Rectangle area: 50
Circle area: 78

通过上述示例，我们可以看到，抽象类和抽象方法为我们提供了一种非常方便的方式来实现多态性。我们只需要定义一个抽象类和一些实现了该抽象类的子类，并在抽象类中定义一些抽象方法，就可以在调用子类对象的方法时体现出多态性。