Java Review (十三、面向對象----抽象類)抽象方法和抽象類抽象類的作用

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• 抽象方法和抽象類
• 抽象類的作用

如果自下而上在類的繼承層次結構中上移，位于上層的類更具有通用性，甚至可能更加抽象。從某種角度看， 祖先類更加通用， 隻是将它作為派生其他類的基類，而不作為想使用的特定的執行個體類。

抽象方法和抽象類必須使用 abstract 修飾符來定義，有抽象方法的類隻能被定義成抽象類，抽象類裡可以沒有抽象方法 。

抽象方法和抽象類的規則如下 。

• 抽象類必須使用 abstract 修飾符來修飾，抽象方法也必須使用 abstract 修飾符來修飾，抽象方法不能有方法體。
• 抽象類不能被執行個體化，無法使用 new 關鍵字來調用抽象類的構造器建立抽象類的執行個體 。 即使抽象類裡不包含抽象方法，這個抽象類也不能建立執行個體。
• 抽象類可以包含成員變量、方法(普通方法和抽象方法都可以)、構造器、初始化塊、内部類(接口、枚舉) 5 種成分 。 抽象類的構造器不能用于建立執行個體， 主要是用于被其子類調用。
• 含有抽象方法的類(包括直接定義了 一個抽象方法；或繼承了 一個抽象父類，但沒有完全實作父類包含的抽象方法；或實作了一個接口，但沒有完全實作接口包含的抽象方法三種情況)隻能被定義成抽象類 。

抽象類執行個體

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Student();
        p.run();
    }
}

//抽象類Person
abstract class Person {
    //抽象類
    public abstract void run();
}

//抽象類子類
class Student extends Person {
    //抽象類子類必須實作父類抽象方法
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Student.run");
    }
}      

抽象類不能建立執行個體，隻能當成父類來被繼承。

從語義的角度來看，抽象類是從多個具體類中抽象出來的父類，它具有更高層次的抽象。從多個具有相同特征的類中抽象出一個抽象類，以這個抽象類作為其子類的模闆，進而避免了子類設計的随意性。抽象類展現的就是一種模闆模式的設計，抽象類作為多個子類的通用模闆，子類在抽象類的基礎上進行擴充、改造，但子類總體上會大緻保留抽象類的行為方式。

如果編寫一個抽象父類，父類提供了多個子類的通用方法，并把一個或多個方法留給其子類實作，這就是一種模闆模式，模闆模式也是十分常見且簡單的設計模式之一 。

下面再是一個個模闆模式的範例，在這個範例的抽象父類中，父類的普通方法依賴于一個抽象方法，而抽象方法則推遲到子類中提供實作 。

模闆模式範例-抽象父類

public abstract class SpeedMeter{
   // 轉速
   private double turnRate;
  public SpeedMeter() {}
  // 把計算車輪周長的方法定義成抽象方法
   public abstract double calGirth() ;
   
   public void setTurnRate(double turnRate){
     this.turnRate = turnRate ;
   }
      
  //定義計算速度的通用算法
  public double getSpeed(){
    // 速度等于周長*轉速
    return calGirth () * turnRate;
  }

}        

模闆模式範例-子類

public class CarSpeedMeter extends SpeedMeter{
   private double radius;
   public CarSpeedMeter(double radius){
     this.radius = radius ;
   }   
   //實作父類抽象方法
   public double calGirth(){
    return radius * 2 * Math.PI ;
   }
    
   public static void main(String[] args){
     //既可建立CarSpeedMeter 類的對象，也可通過該對象來取得目前速度 
    CarSpeedMeter csm = new CarSpeedMeter(O.34) ;
    csm.setTurnRate(15) ;
    System.out.println(csm . getSpeed()) ;
   }

}       

SpeedMeter 類裡提供了速度表的通用算法 ， 但一些具體的實作細節則推遲到其子類 CarSpeedMeter類中實作 。 這也是一種典型的模闆模式。

模闆模式在面向對象的軟體中很常用，其原理簡單，實作也很簡單 。 下面是使用模闆模式的一些簡單規則 。

• 抽象父類可以隻定義需要使用的某些方法，把不能實作的部分抽象成抽象方法，留給其子類去實作 。
• 父類中可能包含需要調用其他系列方法的方法，這些被調方法既可以由父類實作，也可以由其子類實作 。 父類裡提供的方法隻是定義了 一個通用方法，其實作也許并不完全由自身實作，而必須依賴于其子類的輔助 。

當使用了抽象的思想後：調用者隻需關心抽象方法的定義，不必關心子類的具體實作。

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參考：

【1】：《瘋狂Java講義》

【2】：《Java核心技術 卷一》

【3】：

https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1252599548343744/1260456371027744