Java抽象類原理與用法實例詳解
本文實例講述了Java抽象類原理與用法。分享給大家供大家參考，具體如下：
一、抽象類的基本概念
普通類是一個完善的功能類，可以直接產(chǎn)生實例化對象，并且在普通類中可以包含有構(gòu)造方法、普通方法、static方法、常量和變量等內(nèi)容。而抽象類是指在普通類的結(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有一個“{}”，這個表示方法體，有方法體的方法一定可以被對象直接使用。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(guān)鍵字abstract做修飾。
而擁有抽象方法的類就是抽象類，抽象類要使用abstract關(guān)鍵字聲明。
范例：定義一個抽象類
abstract class A{//定義一個抽象類
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，沒有方法體，有abstract關(guān)鍵字做修飾
}
二、抽象類的使用
我們先看范例。
范例：直接實例化抽象類的對象
package com.wz.abstractdemo;
abstract class A{//定義一個抽象類
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，無法直接進行實例化操作。為什么不能直接實例化呢？當一個類實例化之后，就意味著這個對象可以調(diào)用類中的屬性或者放過了，但在抽象類里存在抽象方法，而抽象方法沒有方法體，沒有方法體就無法進行調(diào)用。既然無法進行方法調(diào)用的話，又怎么去產(chǎn)生實例化對象呢。
抽象類的使用原則如下：
（1）抽象方法必須為public或者protected（因為如果為private，則不能被子類繼承，子類便無法實現(xiàn)該方法），缺省情況下默認為public；
（2）抽象類不能直接實例化，需要依靠子類采用向上轉(zhuǎn)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（如果不是抽象類）則必須覆寫抽象類之中的全部抽象方法（如果子類沒有實現(xiàn)父類的抽象方法，則必須將子類也定義為為abstract類。）；
范例：
package com.wz.abstractdemo;
abstract class A{//定義一個抽象類
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，沒有方法體，有abstract關(guān)鍵字做修飾
}
//單繼承
class B extends A{//B類是抽象類的子類，是一個普通類
@Override
public void print() {//強制要求覆寫
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();//被子類所覆寫的過的方法
}
}
運行結(jié)果：
Hello World !
現(xiàn)在就可以清楚的發(fā)現(xiàn)：
（1）抽象類繼承子類里面有明確的方法覆寫要求，而普通類可以有選擇性的來決定是否需要覆寫；
（2）抽象類實際上就比普通類多了一些抽象方法而已，其他組成部分和普通類完全一樣；
（3）普通類對象可以直接實例化，但抽象類的對象必須經(jīng)過向上轉(zhuǎn)型之后才可以得到。
雖然一個類的子類可以去繼承任意的一個普通類，可是從開發(fā)的實際要求來講，普通類盡量不要去繼承另外一個普通類，而是去繼承抽象類。
三、抽象類的使用限制
（1）抽象類中有構(gòu)造方法么？
由于抽象類里會存在一些屬性，那么抽象類中一定存在構(gòu)造方法，其存在目的是為了屬性的初始化。
并且子類對象實例化的時候，依然滿足先執(zhí)行父類構(gòu)造，再執(zhí)行子類構(gòu)造的順序。
范例如下：
package com.wz.abstractdemo;
abstract class A{//定義一個抽象類
public A(){
System.out.println("*****A類構(gòu)造方法*****");
}
public abstract void print();//抽象方法，沒有方法體，有abstract關(guān)鍵字做修飾
}
//單繼承
class B extends A{//B類是抽象類的子類，是一個普通類
public B(){
System.out.println("*****B類構(gòu)造方法*****");
}
@Override
public void print() {//強制要求覆寫
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類構(gòu)造方法*****
*****B類構(gòu)造方法*****
（2）抽象類可以用final聲明么？
不能，因為抽象類必須有子類，而final定義的類不能有子類；
（3）抽象類能否使用static聲明？
先看一個關(guān)于外部抽象類的范例：
package com.wz.abstractdemo;
static abstract class A{//定義一個抽象類
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)
再看一個關(guān)于內(nèi)部抽象類：
package com.wz.abstractdemo;
abstract class A{//定義一個抽象類
static abstract class B{//static定義的內(nèi)部類屬于外部類
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，外部抽象類不允許使用static聲明，而內(nèi)部的抽象類運行使用static聲明。使用static聲明的內(nèi)部抽象類相當于一個外部抽象類，繼承的時候使用“外部類.內(nèi)部類”的形式表示類名稱。
（4）可以直接調(diào)用抽象類中用static聲明的方法么？
任何時候，如果要執(zhí)行類中的static方法的時候，都可以在沒有對象的情況下直接調(diào)用，對于抽象類也一樣。
范例如下：
package com.wz.abstractdemo;
abstract class A{//定義一個抽象類
public static void print(){
System.out.println("Hello World !");
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
A.print();
}
}
運行結(jié)果：
Hello World !
（5）有時候由于抽象類中只需要一個特定的系統(tǒng)子類操作，所以可以忽略掉外部子類。這樣的設(shè)計在系統(tǒng)類庫中會比較常見，目的是對用戶隱藏不需要知道的子類。
范例如下：
package com.wz.abstractdemo;
abstract class A{//定義一個抽象類
public abstract void print();
private static class B extends A{//內(nèi)部抽象類子類
public void print(){//覆寫抽象類的方法
System.out.println("Hello World !");
}
}
//這個方法不受實例化對象的控制
public static A getInstance(){
return new B();
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
//此時取得抽象類對象的時候完全不需要知道B類這個子類的存在
A a = A.getInstance();
a.print();
}
}
運行結(jié)果：
Hello World !
四、抽象類的應(yīng)用——模板設(shè)計模式
例如，現(xiàn)在有三類事物：
（1）機器人：充電，工作；
（2）人：吃飯，工作，睡覺；
（3）豬：進食，睡覺。
現(xiàn)要求實現(xiàn)一個程序，可以實現(xiàn)三種不同事物的行為。
先定義一個抽象行為類：
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;
}
}
}
定義一個機器人的類：
package com.wz.abstractdemo;
public class Robot extends Action{
@Override
public void eat() {
System.out.println("機器人充電");
}
@Override
public void sleep() {
}
@Override
public void work() {
System.out.println("機器人工作");
}
}
定義一個人的類：
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");
}
@Override
public void work() {
System.out.println("人工作");
}
}
定義一個豬的類：
package com.wz.abstractdemo;
public class Pig extends Action{
@Override
public void eat() {
System.out.println("豬進食");
}
@Override
public void sleep() {
System.out.println("豬睡覺");
}
@Override
public void work() {
}
}
測試主類：
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);
}
}
運行結(jié)果：
機器人充電
機器人工作
人吃飯
人睡覺
人工作
豬進食
豬睡覺
所有的子類如果要想正常的完成操作，必須按照指定的方法進行覆寫才可以，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。
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希望本文所述對大家java程序設(shè)計有所幫助。
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