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由于多态的存在,每个子类都可以覆写父类的方法,例如:
class Person {public void run() {…}
}
class Student extends Person {@Override
public void run() {…}
}
class Teacher extends Person {@Override
public void run() {…}
}
从 Person
类派生的 Student
和Teacher
都可以覆写 run()
方法。
如果父类 Person
的run()
方法没有实际意义,能否去掉方法的执行语句?
class Person {public void run(); // Compile Error!
}
答案是不行,会导致编译错误,因为定义方法的时候,必须实现方法的语句。
能不能去掉父类的 run()
方法?
答案还是不行,因为去掉父类的 run()
方法,就失去了多态的特性。例如,runTwice()
就无法编译:
public void runTwice(Person p) {p.run(); // Person 没有 run()方法,会导致编译错误
p.run();}
如果父类的方法本身不需要实现任何功能,仅仅是为了定义方法签名,目的是让子类去覆写它,那么,可以把父类的方法声明为抽象方法:
class Person {public abstract void run();
}
把一个方法声明为 abstract
,表示它是一个抽象方法,本身没有实现任何方法语句。因为这个抽象方法本身是无法执行的,所以,Person
类也无法被实例化。编译器会告诉我们,无法编译 Person
类,因为它包含抽象方法。
必须把 Person
类本身也声明为abstract
,才能正确编译它:
abstract class Person {public abstract void run();
}
抽象类
如果一个 class
定义了方法,但没有具体执行代码,这个方法就是抽象方法,抽象方法用 abstract
修饰。
因为无法执行抽象方法,因此这个类也必须申明为抽象类(abstract class)。
使用 abstract
修饰的类就是抽象类。我们无法实例化一个抽象类:
Person p = new Person(); // 编译错误
无法实例化的抽象类有什么用?
因为抽象类本身被设计成只能用于被继承,因此,抽象类可以强迫子类实现其定义的抽象方法,否则编译会报错。因此,抽象方法实际上相当于定义了“规范”。
例如,Person
类定义了抽象方法 run()
,那么,在实现子类Student
的时候,就必须覆写 run()
方法:
// abstract class
public class Main {public static void main(String[] args) {Person p = new Student();
p.run();}
}
abstract class Person {public abstract void run();
}
class Student extends Person {@Override
public void run() {System.out.println("Student.run");
}
}
面向抽象编程
当我们定义了抽象类 Person
,以及具体的Student
、Teacher
子类的时候,我们可以通过抽象类 Person
类型去引用具体的子类的实例:
Person s = new Student();
Person t = new Teacher();
这种引用抽象类的好处在于,我们对其进行方法调用,并不关心 Person
类型变量的具体子类型:
// 不关心 Person 变量的具体子类型:
s.run();
t.run();
同样的代码,如果引用的是一个新的子类,我们仍然不关心具体类型:
// 同样不关心新的子类是如何实现 run()方法的:
Person e = new Employee();
e.run();
这种尽量引用高层类型,避免引用实际子类型的方式,称之为面向抽象编程。
面向抽象编程的本质就是:
- 上层代码只定义规范(例如:
abstract class Person
); - 不需要子类就可以实现业务逻辑(正常编译);
- 具体的业务逻辑由不同的子类实现,调用者并不关心。
练习
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小结
通过 abstract
定义的方法是抽象方法,它只有定义,没有实现。抽象方法定义了子类必须实现的接口规范;
定义了抽象方法的 class 必须被定义为抽象类,从抽象类继承的子类必须实现抽象方法;
如果不实现抽象方法,则该子类仍是一个抽象类;
面向抽象编程使得调用者只关心抽象方法的定义,不关心子类的具体实现。