抽象类应用

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1、抽象类概述

1.1、什么是抽象类

普通类是一个完善的功能类，可以直接产生实例化对象，并且在普通类中可以包含有构造方法、普通方法、static 方法、常量和变量等内容。而抽象类是指在普通类的结构里面增加抽象方法的组成部分。

1.2、什么是抽象方法

那么什么叫抽象方法呢？在所有的普通方法上面都会有一个“{}”，这个表示方法体，有方法体的方法一定可以被对象直接使用。而抽象方法，是指没有方法体的方法，同时抽象方法还必须使用关键字 abstract 做修饰。

public abstract void print();// 抽象方法，没有方法体，有 abstract 关键字做修饰 

1.3、声明一个抽象类

（1）抽象类必须使用 abstract 关键字声明

（2）而拥有抽象方法的类就是抽象类，抽象类要使用 abstract 关键字声明。

public abstract class A{// 定义一个抽象类 
    	public void fun(){// 普通方法 
        	System.out.println("存在方法体的方法");
    	}
    	public abstract void print();// 抽象方法，没有方法体，有 abstract 关键字做修饰 
	}

2、抽象类的使用

2.1、抽象类无法直接实例化

public abstract class A{// 定义一个抽象类 
    public void fun(){// 普通方法 
        System.out.println("存在方法体的方法");
    }
    public abstract void print();// 抽象方法，没有方法体，有  abstract 关键字做修饰 
}
public class TestDemo {public static void main(String[] args) {A a = new A();// 无法直接实例化 
    }
}

2.2、抽象类使用

（1）抽象方法必须为 public 或者 protected（因为如果为 private，则不能被子类继承，子类便无法实现该方法），缺省情况下默认为 public；

（2）抽象类不能直接实例化，需要依靠子类采用向上转型的方式处理；

（3）抽象类必须有子类，使用 extends 继承，一个子类只能继承一个抽象类；

（4）子类（如果不是抽象类）则必须覆写抽象类之中的全部抽象方法（如果子类没有实现父类的抽象方法，则必须将子类也定义为为 abstract 类。）；

abstract class A{// 定义一个抽象类 
    public void fun(){// 普通方法 
        System.out.println("存在方法体的方法");
    }
    public abstract void print();// 抽象方法，没有方法体，有 abstract 关键字做修饰 
}
// 单继承 
class B extends A{// B 类是抽象类的子类，是一个普通类 
    @Override
    public void print() {// 强制要求覆写 
        System.out.println("Hello World !");
    }
}
public class TestDemo {public static void main(String[] args) {A a = new B();// 向上转型 
        a.fun();// 被子类所覆写的过的方法 
    }
}

3、抽象类的使用限制

3.1、抽象类中有构造方法吗

由于抽象类里会存在一些属性，那么抽象类中一定存在构造方法，其存在目的是为了属性的初始化。

并且子类对象实例化的时候，依然满足先执行父类构造，再执行子类构造的顺序。

abstract class A{// 定义一个抽象类 
    public A(){System.out.println("***** A 类构造方法 *****");
    }
    public abstract void print();// 抽象方法，没有方法体，有 abstract 关键字做修饰 

}
// 单继承 
class B extends A{// B 类是抽象类的子类，是一个普通类 
    public B(){System.out.println("***** B 类构造方法 *****");
    }
    @Override
    public void print() {// 强制要求覆写 
        System.out.println("Hello World !");
    }
}
public class TestDemo {public static void main(String[] args) {A a = new B();// 向上转型 
    }
}

运行结果：

3.2、抽象类可以有 final 声明吗？

不能，因为抽象类必须有子类，而 final 定义的类不能有子类；

3.3、抽象类中能否使用 static 声明？

不能，如果被 static 修饰就能直接类名调用方法，但是抽象方法没有方法主体，调用没意义。

static abstract class A{// 定义一个抽象类 
    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();// 向上转型 
        a.print();}
}

3.4、可以直接调用抽象类中用 static 声明的方法么？

任何时候，如果要执行类中的 static 方法的时候，都可以在没有对象的情况下直接调用，对于抽象类也一样。

abstract class A{// 定义一个抽象类 
    public static void print(){System.out.println("Hello World !");
    }
}
public class TestDemo {public static void main(String[] args) {A.print();
    }
}

运行结果：

3.5、抽象类中只需要一个特定的系统子类

有时候由于抽象类中只需要一个特定的系统子类操作，所以可以忽略掉外部子类。这样的设计在系统类库中会比较常见，目的是对用户隐藏不需要知道的子类。

abstract class A{// 定义一个抽象类 
    public abstract void print();
    private static class B extends A{// 内部抽象类子类 
        public void print(){// 覆写抽象类的方法 
            System.out.println("Hello World !");
        }
    }
    // 这个方法不受实例化对象的控制 
    public static A getInstance(){return new B();}
}
public class TestDemo {public static void main(String[] args) {// 此时取得抽象类对象的时候完全不需要知道 B 类这个子类的存在 
        A a = A.getInstance();
        a.print();}
}

运行结果：

4、抽象类的应用

4.1、模板设计模式

案例

需求：现在有三类事物：

​（1）机器人：充电，工作；

​（2）人：吃饭，工作，睡觉；

​（3）猪：进食，睡觉。

现要求实现一个程序，可以实现三种不同事物的行为。

抽象一个行为类：

public abstract class Action{// 定义常量 
    public static final int EAT = 1 ;
    public static final int SLEEP = 3 ;
    public static final int WORK = 5 ;
    // 定义抽象方法 
    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;
        }
    }
	}

定义机器人类：

public class Robot extends Action{@Override
    public void eat() {System.out.println("机器人充电");
    }
    @Override
    public void sleep() { }
    @Override
    public void work() {System.out.println("机器人工作");
    }
}

定义人类：

public class Human extends Action{@Override
    public void eat() {System.out.println("人吃饭");
    }
    @Override
    public void sleep() {System.out.println("人睡觉");
    }
    @Override
    public void work() {System.out.println("人工作");
    }
}

定义猪类：

public class Pig extends Action{@Override
    public void eat() {System.out.println("猪进食");
    }
    @Override
    public void sleep() {System.out.println("猪睡觉");
    }
    @Override
    public void work() {}}

测试类：

public class ActionDemo {public static void main(String[] args) {fun(new Robot());
        fun(new Human());
        fun(new Pig());
    }
public static void fun(Action act){// 调用 Action 中的属性 
        act.commond(Action.EAT);
        act.commond(Action.SLEEP);
        act.commond(Action.WORK);
    }
}

运行结果：