java中的抽象类

抽象类详解

目录

1. 什么是抽象类
2. 抽象类的特点
3. 抽象类的定义和语法
4. 抽象类的应用实例
5. 抽象类与接口的区别
6. 抽象类在设计模式中的应用
7. 抽象类的优缺点
8. 如何在实际项目中使用抽象类
9. 总结

什么是抽象类

抽象类（Abstract Class）是Java中一个不能被直接实例化的类，它使用abstract关键字进行声明。抽象类可以包含抽象方法，也可以包含具体方法和变量。抽象类的主要目的是为了提供一个通用的模板，让其他子类根据这个模板进行扩展。

抽象类的特点

1. **不能直接实例化对象**：抽象类不能直接被实例化，只能通过其子类来创建对象。
2. **可以包含抽象方法和具体方法**：抽象类可以包含没有实现的抽象方法，也可以包含已经实现的具体方法。
3. **可以有构造方法**：尽管抽象类不能直接实例化，但它可以有构造方法，以便子类在创建对象时调用。
4. **必须被继承**：抽象类必须被继承，且子类需要重写父类中的所有抽象方法，否则子类也是抽象类。
5. **抽象方法不能是private**：抽象方法不能使用private修饰符，因为子类无法重写private方法。
6. **抽象方法不能被final和static修饰**：抽象方法不能使用final和static修饰符，因为这会阻止子类重写方法。
7. **抽象类中不一定包含抽象方法**：抽象类可以不包含抽象方法，但包含抽象方法的类一定是抽象类。
8. **可以包含常量或实例变量**：抽象类可以定义常量（使用final修饰）和普通的实例变量。
9. **成员变量不能被abstract修饰**：成员变量不能是抽象的，因为变量需要具体的值。

抽象类的定义和语法

abstract class AbstractClass {

    protected int val; // 成员变量

    abstract void abstractMethod(); // 抽象方法

    void concreteMethod() {

        System.out.println("普通方法");

    }

}

抽象类的应用实例

abstract class Animal {

    private String name;

    private int age;



    public Animal(String name, int age) {

        this.age = age;

        this.name = name;

        System.out.println(name + "今年" + age + "岁");

    }



    abstract void sound(); // 抽象方法



    public void methodA() { // 具体方法是有实现代码的方法，可以直接被子类继承或覆盖。

        System.out.println("这是方法A");

    }

}



class Dog extends Animal {

    public Dog(String name, int age) {

        super(name, age);

    }



    @Override

    void sound() {

        System.out.println("汪汪汪~");

    }

}



public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        Dog dog = new Dog("小七", 2); // 通过子类来实例化，并且在子类的构造方法调用父类的构造方法

    }

}

抽象类与接口的区别

1. **成员变量**：抽象类可以有成员变量，而接口中所有的变量都是public static final的。
2. **构造方法**：抽象类可以有构造方法，接口不能有构造方法。
3. **方法实现**：抽象类可以有具体方法的实现，接口中的方法默认是public abstract的，但Java 8开始接口中可以有默认方法和静态方法。
4. **继承**：一个类只能继承一个抽象类，但可以实现多个接口。
5. **访问修饰符**：抽象类中的方法可以有各种访问修饰符，而接口中的方法默认是public的。

抽象类在设计模式中的应用

抽象类在许多设计模式中都有应用，例如：

1. **工厂方法模式**：使用抽象类定义创建对象的接口，由子类决定实例化哪一个产品类。
2. **策略模式**：使用抽象类定义算法族，由子类实现具体的算法。
3. **模板方法模式**：在抽象类中定义算法的框架，由子类实现或扩展某些步骤。

抽象类的优缺点

优点

1. **代码复用**：抽象类可以在不同子类间共享代码。
2. **提高灵活性**：抽象类允许子类根据需要重写方法。
3. **封装性**：抽象类可以封装公共的属性和方法。

缺点

1. **灵活性降低**：如果抽象类的实现不够通用，可能会限制子类的灵活性。
2. **增加复杂性**：抽象类的引入可能会增加系统的复杂性。

如何在实际项目中使用抽象类

在实际项目中，抽象类可以用于以下场景：

1. **表示概念**：当有一个通用的概念需要被多个子类实现时，可以创建一个抽象类。
2. **代码共享**：当多个类有共同的行为时，可以将这些行为放在抽象类中。
3. **强制规范**：通过抽象类强制子类实现某些方法。

总结

抽象类是Java中一个强大的特性，它允许我们定义一个包含抽象方法的类，这些方法由子类实现。抽象类提供了一种方式来创建一个模板，子类可以继承这个模板并根据需要实现具体的行为。这种机制不仅提高了代码的复用性，还使得代码结构更加清晰，有助于实现代码的模块化。抽象类的应用非常广泛，特别是在设计大型软件系统时，它可以帮助我们定义出清晰的类层次结构，提高代码的可维护性和扩展性。随着Java语言的不断发展，抽象类与接口的结合使用，使得面向对象编程更加灵活和强大。