Java 抽象类

在面向对象的概念中，所有的对象都是通过类来描绘的，但是反过来，并不是所有的类都是用来描绘对象的，如果一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象，这样的类就是抽象类。

抽象类除了不能实例化对象之外，类的其它功能依然存在，成员变量、成员方法和构造方法的访问方式和普通类一样。

由于抽象类不能实例化对象，所以抽象类必须被继承，才能被使用。也是因为这个原因，通常在设计阶段决定要不要设计抽象类。

父类包含了子类集合的常见的方法，但是由于父类本身是抽象的，所以不能使用这些方法。

在Java中抽象类表示的是一种继承关系，一个类只能继承一个抽象类，而一个类却可以实现多个接口。

抽象类

在Java语言中使用abstract class来定义抽象类。如下实例：

Employee.java 文件代码：

  1. /* 文件名 : Employee.java */
  2. public abstract class Employee
  3. {
  4.    private String name;
  5.    private String address;
  6.    private int number;
  7.    public Employee(String name, String address, int number)
  8.    {
  9.       System.out.println("Constructing an Employee");
  10.       this.name = name;
  11.       this.address = address;
  12.       this.number = number;
  13.    }
  14.    public double computePay()
  15.    {
  16.      System.out.println("Inside Employee computePay");
  17.      return 0.0;
  18.    }
  19.    public void mailCheck()
  20.    {
  21.       System.out.println("Mailing a check to " + this.name
  22.        + " " + this.address);
  23.    }
  24.    public String toString()
  25.    {
  26.       return name + " " + address + " " + number;
  27.    }
  28.    public String getName()
  29.    {
  30.       return name;
  31.    }
  32.    public String getAddress()
  33.    {
  34.       return address;
  35.    }
  36.    public void setAddress(String newAddress)
  37.    {
  38.       address = newAddress;
  39.    }
  40.    public int getNumber()
  41.    {
  42.      return number;
  43.    }
  44. }

注意到该 Employee 类没有什么不同，尽管该类是抽象类，但是它仍然有 3 个成员变量，7 个成员方法和 1 个构造方法。现在如果你尝试如下的例子：

AbstractDemo.java 文件代码：

  1. /* 文件名 : AbstractDemo.java */
  2. public class AbstractDemo
  3. {
  4.    public static void main(String [] args)
  5.    {
  6.       /* 以下是不允许的，会引发错误 */
  7.       Employee e = new Employee("George W.", "Houston, TX", 43);
  9.       System.out.println("\n Call mailCheck using Employee reference--");
  10.       e.mailCheck();
  11.     }
  12. }

当你尝试编译AbstractDemo类时，会产生如下错误：

  1. Employee.java:46: Employee is abstract; cannot be instantiated
  2.       Employee e = new Employee("George W.", "Houston, TX", 43);
  3.                    ^
  4. 1 error

继承抽象类

我们能通过一般的方法继承Employee类：

Salary.java 文件代码：

  1. /* 文件名 : Salary.java */
  2. public class Salary extends Employee
  3. {
  4.    private double salary; //Annual salary
  5.    public Salary(String name, String address, int number, double
  6.       salary)
  7.    {
  8.        super(name, address, number);
  9.        setSalary(salary);
  10.    }
  11.    public void mailCheck()
  12.    {
  13.        System.out.println("Within mailCheck of Salary class ");
  14.        System.out.println("Mailing check to " + getName()
  15.        + " with salary " + salary);
  16.    }
  17.    public double getSalary()
  18.    {
  19.        return salary;
  20.    }
  21.    public void setSalary(double newSalary)
  22.    {
  23.        if(newSalary >= 0.0)
  24.        {
  25.           salary = newSalary;
  26.        }
  27.    }
  28.    public double computePay()
  29.    {
  30.       System.out.println("Computing salary pay for " + getName());
  31.       return salary/52;
  32.    }
  33. }

尽管我们不能实例化一个 Employee 类的对象，但是如果我们实例化一个 Salary 类对象，该对象将从 Employee 类继承 7 个成员方法，且通过该方法可以设置或获取三个成员变量。

AbstractDemo.java 文件代码：

  1. /* 文件名 : AbstractDemo.java */
  2. public class AbstractDemo
  3. {
  4.    public static void main(String [] args)
  5.    {
  6.       Salary s = new Salary("Mohd Mohtashim", "Ambehta, UP", 3, 3600.00);
  7.       Employee e = new Salary("John Adams", "Boston, MA", 2, 2400.00);
  9.       System.out.println("Call mailCheck using Salary reference --");
  10.       s.mailCheck();
  12.       System.out.println("\n Call mailCheck using Employee reference--");
  13.       e.mailCheck();
  14.     }
  15. }

以上程序编译运行结果如下：

  1. Constructing an Employee
  2. Constructing an Employee
  3. Call mailCheck using  Salary reference --
  4. Within mailCheck of Salary class
  5. Mailing check to Mohd Mohtashim with salary 3600.0
  6.  
  7. Call mailCheck using Employee reference--
  8. Within mailCheck of Salary class
  9. Mailing check to John Adams with salary 2400.

抽象方法

如果你想设计这样一个类，该类包含一个特别的成员方法，该方法的具体实现由它的子类确定，那么你可以在父类中声明该方法为抽象方法。

Abstract 关键字同样可以用来声明抽象方法，抽象方法只包含一个方法名，而没有方法体。

抽象方法没有定义，方法名后面直接跟一个分号，而不是花括号。

  1. public abstract class Employee
  2. {
  3.    private String name;
  4.    private String address;
  5.    private int number;
  7.    public abstract double computePay();
  9.    //其余代码
  10. }

声明抽象方法会造成以下两个结果：

  • 如果一个类包含抽象方法，那么该类必须是抽象类。
  • 任何子类必须重写父类的抽象方法，或者声明自身为抽象类。

继承抽象方法的子类必须重写该方法。否则，该子类也必须声明为抽象类。最终，必须有子类实现该抽象方法，否则，从最初的父类到最终的子类都不能用来实例化对象。

如果Salary类继承了Employee类，那么它必须实现computePay()方法：

Salary.java 文件代码：

  1. /* 文件名 : Salary.java */
  2. public class Salary extends Employee
  3. {
  4.    private double salary; // Annual salary
  6.    public double computePay()
  7.    {
  8.       System.out.println("Computing salary pay for " + getName());
  9.       return salary/52;
  10.    }
  12.    //其余代码
  13. }

抽象类总结规定

  • 1.抽象类不能被实例化(初学者很容易犯的错)，如果被实例化，就会报错，编译无法通过。只有抽象类的非抽象子类可以创建对象。

  • 2.抽象类中不一定包含抽象方法，但是有抽象方法的类必定是抽象类。

  • 3.抽象类中的抽象方法只是声明，不包含方法体，就是不给出方法的具体实现也就是方法的具体功能。

  • 4.构造方法，类方法（用 static 修饰的方法）不能声明为抽象方法。

  • 5.抽象类的子类必须给出抽象类中的抽象方法的具体实现，除非该子类也是抽象类。