Java 抽象类的实例详解

什么是抽象类？

抽象类是一种不能实例化的类，它为其他类提供了一种通用的抽象概念。抽象类可以包含抽象方法和非抽象方法。抽象方法只有方法名，没有具体的实现，而非抽象方法有具体的实现。

抽象类通过关键字abstract来声明。抽象方法必须在抽象类中声明，而非抽象方法不一定要在抽象类中声明。

抽象类的定义与实现

定义抽象类的基本语法为：

public abstract class AbstractClass {
    // 抽象方法
    public abstract void abstractMethod();
    // 非抽象方法
    public void nonAbstractMethod() {
        System.out.println("This is concrete method.");
    }
}

其中，AbstractClass为抽象类的类名，abstractMethod()为抽象方法的声明，在抽象方法中只需要声明去掉abstract关键字后的部分即可。nonAbstractMethod()为非抽象方法的声明，包含具体的实现。

在子类中可以继承抽象类，并实现其中声明的抽象方法。示例如下：

public class ChildClass extends AbstractClass {
    @Override
    public void abstractMethod() {
        System.out.println("This is abstract method.");
    }
}

其中，ChildClass为子类的类名，extends关键字表示继承自AbstractClass。子类必须实现父类中的抽象方法，通过@Override注解来标记实现的是抽象方法。

抽象类的作用

抽象类的作用主要有以下几点：

• 抽象类封装了类的通用抽象概念，实现了类的抽象和继承，使得代码的重用性更高。
• 抽象类作为其他类的父类，约束了子类的行为，确保子类具有某些特定的行为和属性。
• 抽象类本身不能实例化，但是可以作为参数类型、返回类型或者数组类型出现，提高了代码的灵活性和可读性。

抽象类的注意事项

• 抽象类是一种不能实例化的类，只有通过子类继承并实现其中的抽象方法后才能使用。
• 抽象方法只有声明，没有具体的实现，其实现在子类中完成。
• 抽象类中可以有抽象方法和非抽象方法，抽象方法必须在抽象类中声明，而非抽象方法不一定要在抽象类中声明。
• 抽象类不能被final修饰，因为final修饰的类不能被继承。
• 在继承抽象类的过程中，子类必须实现抽象类中的所有抽象方法，否则子类也变成了抽象类。
• 抽象方法不能被final、static、private关键字修饰，因为抽象方法是要被子类实现的。
• 抽象类中可以包含静态的非抽象方法，这些静态方法可以通过抽象类直接调用。

示例1：Shape类的抽象类实现

假设我们需要设计一个图形类，其中每个图形都有面积和周长这两个属性，但是不同的图形计算面积和周长的方法不同，因此我们可以通过抽象类进行实现。

public abstract class Shape {
    public abstract double area();
    public abstract double perimeter();
}

其中，Shape为抽象类名，包含了两个抽象方法area()和perimeter()，分别用于计算图形的面积和周长。

然后，我们可以定义一个具体的图形类，例如矩形类：

public class Rectangle extends Shape {
    private double width;
    private double height;
    public Rectangle(double width, double height) {
        this.width = width;
        this.height = height;
    }
    @Override
    public double area() {
        return width * height;
    }
    @Override
    public double perimeter() {
        return 2 * (width + height);
    }
}

矩形类继承自抽象类Shape，并实现其中的area()和perimeter()方法。

使用方式如下：

public static void main(String[] args) {
    Shape rectangle = new Rectangle(2, 3);
    System.out.println("面积：" + rectangle.area());
    System.out.println("周长：" + rectangle.perimeter());
}

输出如下：

面积：6.0
周长：10.0

示例2：Animal类的抽象类实现

假设我们需要设计一个Animal（动物）类，其中每个动物都要具备eat()和sleep()两个动作。由于不同的动物在这两个动作上有所不同，因此我们可以通过抽象类进行实现。

public abstract class Animal {
    public abstract void eat();
    public abstract void sleep();
}

其中，Animal为抽象类名，包含了两个抽象方法eat()和sleep()，分别用于描述动物的进食和睡眠。

然后，我们可以定义一个具体的动物类，例如狗类：

public class Dog extends Animal {
    private String name;
    public Dog(String name) {
        this.name = name;
    }
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println(name + "正在吃肉！");
    }
    @Override
    public void sleep() {
        System.out.println(name + "正在打盹！");
    }
}

狗类继承自抽象类Animal，并实现其中的eat()和sleep()方法。

使用方式如下：

public static void main(String[] args) {
    Animal dog = new Dog("旺财");
    dog.eat();
    dog.sleep();
}

输出如下：

旺财正在吃肉！
旺财正在打盹！

结语

抽象类是Java中重要的概念之一，它提供了类的抽象和继承的实现，封装了具有共性的内容，保证了代码的重用性和灵活性。需要注意的是，抽象类本身不能实例化，只有通过子类继承并实现其中的抽象方法后才能使用。在设计复杂系统时，抽象类的应用越来越重要。