Java中的抽象类与抽象方法

迷南。 2023-10-15 01:26 24阅读 0赞

## 1、设计理念 ##

父类要体现所有子类的共同特征，在设计某些方法(行为特征或功能)时，我们发现父类中无法给出合理的具体实现，而应该交由子类来实现，那么这样的方法就应该设计为抽象方法，而包含抽象方法的类就必须为抽象类。

从另一个角度说，当父类表现为更通用的概念类，以至于创建它的实例对象没有实际意义，那么这样的父类就算没有抽象方法，也应该设计为抽象类。

在Java中使用关键字abstract表示抽象。

## 2、抽象方法 ##

所谓抽象方法，就是指没有方法体实现代码的方法，它仅具有一个方法签名。语法格式如下：

ini复制代码 [访问权限修饰符] abstract 返回值类型 方法名(参数列表) [throws 异常列表];

本地方法可以用private、static、final修饰，但是抽象方法不允许使用这些修饰符，否则子类将无法重写并实现抽象方法。

另外，只允许在抽象类和接口中声明抽象方法，否则将发生编译错误。

## 3、抽象类 ##

Java规定如果一个类中包含抽象方法，则该类必须设计为抽象类。当然，也并非所有的抽象类都包含抽象方法，当某个父类表现为更通用的概念类，以至于创建它的实例对象没有实际意义时，那么这样的父类就算没有抽象方法，也应该设计为抽象类。

抽象类语法格式如下:

csharp复制代码 [权限修饰符] abstract class 类名{
     
     }

抽象类也是类，所有类的成员在抽象类中都可以声明。

> 为什么抽象方法所在的类必须声明为抽象类呢？
> 
> 如果不声明为抽象类，则此类就可以实例化，但是得到的对象对抽象方法的调用是无意义的，因为没有任何方法体。

## 3.1 抽象类与普通类的区别 ##

*  抽象类不能直接实例化，即不能直接创建抽象类的对象。这是因为抽象类中可能包含抽象方法，而抽象方法没有方法体可以执行。虽然不能直接创建抽象类的对象，但是子类在创建对象时，一定会调用父类的构造器。或者可以说，任何Java中的类内部都一定有构造器。
 *  抽象类不能使用final修饰，因为抽象类是必须被子类继承的，否则它就失去了存在的意义，这与final正好矛盾。
 *  子类继承抽象类后，如果子类不再是抽象类，那么子类必须重写抽象类的所有抽象方法，否则编译报错。

## 3.2 抽象类案例 ##

案例需求：声明一个父类Graphic，它表示图形，包含如下两个抽象方法：

*  用于计算图形的面积：public abstract double area()
 *  用于返回图形的详细信息：public abstract String detail()

再声明一个它的子类，一个是矩形(Rectangle)，另一个是圆形(Circle)，分别实现上面的抽象方法。在测试类的main方法中，创建一个Graphic类型的数组，里面存储了几个矩形和圆形的对象，并且按照它们的面积从小到大排序后，遍历输出每个图形的信息。

父类Graphic代码：

csharp复制代码 public abstract class Graphic {
         public abstract double area();
         public abstract  String detail();
     }

子类Rectangle:

arduino复制代码 public class Rectangle extends Graphic {
         private double length;
         private double width;
     
         public Rectangle(double length,double width){
             this.length=length;
             this.width=width;
         }
     
         @Override
         public double area() {
             return length*width;
         }
     
         @Override
         public String detail() {
             return "长方形的长："+length+",宽："+width+",面积是："+area();
         }
     }

子类Circle代码：

java复制代码 public class Circle extends Graphic {
         private double radius;
     
         public Circle(double radius){
             this.radius=radius;
         }
     
         @Override
         public double area() {
             return Math.PI*radius*radius;
         }
     
         @Override
         public String detail() {
             return "圆的半径是："+radius+",面积是："+area();
         }
     }

测试类代码：

ini复制代码 public class GraphicTest {
         public static void main(String[] args) {
             Graphic[] arr=new Graphic[4];
             arr[0]=new Rectangle(2,4);
             arr[1]=new Rectangle(1,2);
             arr[2]=new Circle(1.5);
             arr[3]=new Circle(2.0);
     
             //使用冒泡排序方法进行排序
             for(int i=1;i<arr.length;i++){
                 for(int j=0;j<arr.length-i;j++){
                     if(arr[j].area()>arr[j+1].area()){
                         Graphic temp=arr[j];
                         arr[j]=arr[j+1];
                         arr[j+1]=temp;
                     }
                 }
             }
     
             //遍历输出图形的信息
             for(int i=0;i<arr.length;i++){
                 System.out.println(arr[i].detail());
             }
         }
     }

![image-20220917153913695][]

![get_code_M2YwNzhlMWY2YWJkYmEyYTQ1ZTFmYzE4YmViZTc0YjAsMTY5MjU4MzU2NjA4MQ][]

> 在上述代码中，子类Rectangle和子类Circle中必须重写父类Graphic的两个抽象方法，否则编译不通过。
> 
> 虽然不能直接创建抽象类Graphic的对象，但是可以创建Graphic\[\]对象数组，然后把它的元素存放在子类的实例对象中。
> 
> 当通过arr\[i\]调用area()和detail()方法时，编译器会去抽象类中找是否声明了这两个方法，如果没有声明，那么将会发生找不到该方法的编译错误，但是运行时是执行子类重写的area()和detail()方法，这又体现了多态性的使用。

[image-20220917153913695]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/7f243105e45508545c67e7446a63c7b5.webp?x-oss-process=image/format,png
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