Java抽象(abstract)类

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Java 语言提供了两种类,分别为具体类和抽象类。前面学习接触的类都是具体类。这一节介绍一下抽象类。

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,那么这样的类称为抽象类

在 Java 中抽象类的语法格式如下:
<abstract>class<class_name> {
    <abstract><type><method_name>(parameter-iist);
}
其中,abstract 表示该类或该方法是抽象的;class_name 表示抽象类的名称;method_name 表示抽象方法名称,parameter-list 表示方法参数列表。

如果一个方法使用 abstract 来修饰,则说明该方法是抽象方法,抽象方法只有声明没有实现。需要注意的是 abstract 关键字只能用于普通方法,不能用于 static 方法或者构造方法中。

抽象方法的 3 个特征如下:
  1. 抽象方法没有方法体
  2. 抽象方法必须存在于抽象类中
  3. 子类重写父类时,必须重写父类所有的抽象方法

注意:在使用 abstract 关键字修饰抽象方法时不能使用 private 修饰,因为抽象方法必须被子类重写,而如果使用了 private 声明,则子类是无法重写的。

抽象类的定义和使用规则如下:
  1. 抽象类和抽象方法都要使用 abstract 关键字声明。
  2. 如果一个方法被声明为抽象的,那么这个类也必须声明为抽象的。而一个抽象类中,可以有 0~n 个抽象方法,以及 0~n 个具体方法。
  3. 抽象类不能实例化,也就是不能使用 new 关键字创建对象。

例 1

不同几何图形的面积计算公式是不同的,但是它们具有的特性是相同的,都具有长和宽这两个属性,也都具有面积计算的方法。那么可以定义一个抽象类,在该抽象类中含有两个属性(width 和 height)和一个抽象方法 area( ),具体步骤如下。

1)首先创建一个表示图形的抽象类 Shape,代码如下所示。
public abstract class Shape {
    public int width; // 几何图形的长
    public int height; // 几何图形的宽

    public Shape(int width, int height) {
        this.width = width;
        this.height = height;
    }

    public abstract double area(); // 定义抽象方法,计算面积
}
2)定义一个正方形类,该类继承自形状类 Shape,并重写了 area( ) 抽象方法。正方形类的代码如下:
public class Square extends Shape {
    public Square(int width, int height) {
        super(width, height);
    }

    // 重写父类中的抽象方法,实现计算正方形面积的功能
    @Override
    public double area() {
        return width * height;
    }
}
3)定义一个三角形类,该类与正方形类一样,需要继承形状类 Shape,并重写父类中的抽象方法 area()。三角形类的代码实现如下:
public class Triangle extends Shape {
    public Triangle(int width, int height) {
        super(width, height);
    }

    // 重写父类中的抽象方法,实现计算三角形面积的功能
    @Override
    public double area() {
        return 0.5 * width * height;
    }
}
4)最后创建一个测试类,分别创建正方形类和三角形类的对象,并调用各类中的 area() 方法,打印出不同形状的几何图形的面积。测试类的代码如下:
public class ShapeTest {
    public static void main(String[] args) {
        Square square = new Square(5, 4); // 创建正方形类对象
        System.out.println("正方形的面积为:" + square.area());
        Triangle triangle = new Triangle(2, 5); // 创建三角形类对象
        System.out.println("三角形的面积为:" + triangle.area());
    }
}
在该程序中,创建了 4 个类,分别为图形类 Shape、正方形类 Square、三角形类 Triangle 和测试类 ShapeTest。其中图形类 Shape 是一个抽象类,创建了两个属性,分别为图形的长度和宽度,并通过构造方法 Shape( ) 给这两个属性赋值。

在 Shape 类的最后定义了一个抽象方法 area( ),用来计算图形的面积。在这里,Shape 类只是定义了计算图形面积的方法,而对于如何计算并没有任何限制。也可以这样理解,抽象类 Shape 仅定义了子类的一般形式。

正方形类 Square 继承抽象类 Shape,并实现了抽象方法 area( )。三角形类 Triangle 的实现和正方形类相同,这里不再介绍。

 

在测试类 ShapeTest 的 main( ) 方法中,首先创建了正方形类和三角形类的实例化对象 square 和 triangle,然后分别调用 area( ) 方法实现了面积的计算功能。

5)运行该程序,输出的结果如下:
正方形的面积为:20.0
三角形的面积为:5.0
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