参考资料

《Java语言程序设计（基础篇）》—— Y.Daniel Liang

前言

本人菜鸟，入IT只为当鼓励师。本编文章旨在对 Java 中的 抽象类 做总结

一、抽象类

1. 定义一个抽象类

// 抽象类
public abstract class Shape {
    // 可以有属性
    // private String color;

    // 可以有普通方法
    /* public void setColor(String color) {
              this.color = color;
        }   
        public String getColor() {
              return this.color;
        }     
    */

    // 抽象方法
    public abstract double getArea();    // 获取面积
    public abstract double getPan();     // 获取周长
    public abstract void printShape();     // 获取周长
}

上方代码中的Shape类是一个抽象类，它表示一种形状。它拥有两个抽象方法， 分别为 getArea() 和 getPan()。

• 抽象类需要在类头使用 abstract 修饰符修饰
• 抽象类中未实现的方法也必须加 abstract 修饰符修饰，我们把这些方法称为抽象方法。（区分于接口，接口中的方法默认修饰为 public abstract，不管有无加修饰词）
• 抽象类中不仅可以含有抽象方法，还可以拥有自己的数据成员，包括属性和普通方法。（区分于接口，接口中的方法必须是抽象方法，属性必须被 public final static 修饰）

2. 继承抽象类并实现其抽象方法

public abstract class ShapeTest extends Shape{
    public abstract double getArea();    // 获取面积
    public abstract double getPan();     // 获取周长
    public void printShape() {           // 输出形状信息
        System.out.println("我实现了Shape类的printShape方法，但没有实现其他两个方法，所以我还是一个抽象类");
    }
}   

// 正方形类
public class Square extends Shape {
    private double len;    // 边长
    protected Square(double len) {
        this.len = len;
    }
    public double getArea() {
        return len * len;    // 边长 × 边长
    }
    public double getPan() {
        return 4 * len;      // 4 × 边长
    }
    public void printShape() {
        System.out.println("正方形");
    }
}

// 圆形类   
public class Circle extends Shape {
    private double r;    // 半径
    protected Circle (double r) {
        this.r = r;
    }
    public double getArea() {
        return Math.PI * r * r;    // π × 半径^2
    }
    public double getPan() {
        return Math.PI*r*2;   // 2 × π × 半径
    }
    public void printShape() {
        System.out.println("圆形");
    }
}

二、要点

• 抽象方法不能包含在非抽象类中。如果抽象父类的子类不能实现所有抽象方法，那么子类也必须定义为抽象。
• 包含抽象方法的类必须是抽象的。但可以定义一个不含抽象方法的抽象类，作用是使类不能创建实例，用来定义新子类的基类。
• 抽象类不可以创建对象，否则抛出 InstantiationException 异常（使用newInstance()方法创建抽象类或接口实例抛出的异常）。但是仍然可以定义它的构造方法，这个构造方法在它子类的构造方法中调用。
• 抽象类不可以用final修饰。因为抽象方法的实现由子类提供，需要子类继承该抽象类，而用了final修饰的类不能被继承。
• 即使子类的父类是具体的，这个子类也可以是抽象的。例如，Object类是具体的，但它的子类Shape是抽象的（所有类均继承Object类）。
• 子类可以覆盖父类的方法并将它定义为abstract。这很少见，作用是实现父类的方法在子类中变得无效。
• 抽象类的构造函数要定义为protected，因为它只被子类使用。

三、抽象类的好处

• 抽象类可以包含方法的实现细节，因此可以将子类中公用的逻辑上提，增加的代码的复用。
• 抽象类可以通过方法的覆盖来实现多态的属性，也就是运行期绑定，由JVM在运行时期根据对象的类型动态地决定调用哪一个方法。如下面的代码：
  Shape square = new Square(2);
  Shape circle = new Circle (3);
  square.printShape(); // 正方形
  circle .printShape(); // 圆形
  square.getArea(); // 4
  circle .getArea(); // 9π
  square.getPan(); // 8
  circle .getPan(); // 6π

四、抽象类的UML图形记号

在UML图形记号中，抽象类和抽象方法的名字用斜体表示。

五、示例：抽象的Number类

• Number类 来自于 java.lang.Number，它是数值包装类、BigInteger、BigDecimal的抽象父类。