Java的抽象类

在面向对象的概念中，所有的对象都是通过类来描绘的，但是反过来，并不是所有的类都是用来描绘对象的，如果一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象，这样的类就是抽象类。

抽象类除了不能实例化对象之外，类的其它功能依然存在，成员变量、成员方法和构造方法的访问方式和普通类一样。由于抽象类不能实例化对象，所以抽象类必须被继承，才能被使用。也是因为这个原因，通常在设计阶段决定要不要设计抽象类。父类包含了子类集合的常见的方法，但是由于父类本身是抽象的，所以不能使用这些方法。在 Java 中抽象类表示的是一种继承关系，一个类只能继承一个抽象类。

在 Java 语言中使用 abstract class 来定义抽象类。格式如下：

public abstract class Employee {
  //类体
}

抽象类的意义：

• 封装子类所共有的属性和行为 —— 代码复用。
• 为所有的子类提供一种统一的类型 —— 向上转型。
• 可以包含抽象方法，为所有子类提供统一的入口，子类行为不同，但入口是一致的。

抽象类的设计规则：

• 1.将所有子类所共有的属性和行为，抽取到父类中 —— 抽共性。
• 2.所有子类的行为都一样，设计为普通方法；所有子类的行为都不一样，设计为抽象方法。
• 3.只有部分派生类所共有的行为，则需要设计在接口中。

抽象方法

如果你想设计这样一个类，该类包含一个特别的成员方法，该方法的具体实现由它的子类确定，那么可以在父类中声明该方法为抽象方法。abstract 关键字同样可以用来声明抽象方法，抽象方法只包含一个方法名，而没有方法体(抽象方法没有定义，方法名后面直接跟一个分号，而不是花括号)。格式如下：

// 抽象类
public abstract class Employee
{   
   // 抽象方法
   public abstract double computePay();
}

声明抽象方法会造成以下两个结果：

• 如果一个类包含抽象方法，那么该类必须是抽象类。
• 任何子类必须重写父类的抽象方法，或者声明自身为抽象类。

抽象类总结规定

• 1. 抽象类不能被实例化(初学者很容易犯的错)，如果被实例化，就会报错，编译无法通过。只有抽象类的非抽象子类可以创建对象。
• 2. 抽象类中不一定包含抽象方法，但是有抽象方法的类必定是抽象类。
• 3. 抽象类中的抽象方法只是声明，不包含方法体，就是不给出方法的具体实现也就是方法的具体功能。
• 4. 构造方法，类方法（用 static 修饰的方法）不能声明为抽象方法。
• 5. 抽象类的子类必须给出抽象类中的抽象方法的具体实现，除非该子类也是抽象类。

抽象类使用实例

// 抽象类
public abstract class Employee {
    // 成员变量
    private String name;
    private String address;
    private int number;

    // 构造方法
    public Employee(String name, String address, int number) {
        System.out.println("Constructing an Employee");
        this.name = name;
        this.address = address;
        this.number = number;
    }

    // 成员方法
    public double computePay() {
        System.out.println("Inside Employee computePay");
        return 0.0;
    }
    public void mailCheck() {
        System.out.println("Mailing a check to " + this.name
                + " " + this.address);
    }
    public String toString() {
        return name + " " + address + " " + number;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public String getAddress() {
        return address;
    }
    public void setAddress(String newAddress) {
        address = newAddress;
    }
    public int getNumber() {
        return number;
    }
}

可以注意到该 Employee 类没有什么不同，尽管该类是抽象类，但是它仍然有 3 个成员变量，7 个成员方法和 1 个构造方法，只是无法实例化。

// 子类 继承 Employee 类
public class Salary extends Employee{
    // 成员变量
    private double salary;

    // 构造方法
    public Salary(String name, String address, int number, double
            salary) {
        // 因为 Employee 类自定义了有参的构造方法，导致系统默认的构造方法失效，需要显式调用自定义的构造方法
        super(name, address, number);
        setSalary(salary);
    }

    // 成员方法
    public void mailCheck() {
        System.out.println("Within mailCheck of Salary class ");
        System.out.println("Mailing check to " + getName()
                + " with salary " + salary);
    }
    public double getSalary() {
        return salary;
    }
    public void setSalary(double newSalary) {
        if(newSalary >= 0.0)
        {
            salary = newSalary;
        }
    }
    public double computePay() {
        System.out.println("Computing salary pay for " + getName());
        return salary/52;
    }
}

尽管我们不能实例化一个 Employee 类的对象，但是如果我们实例化一个 Salary 类对象，该对象将从 Employee 类继承 7 个成员方法，且通过该方法可以设置或获取三个成员变量。

public class AbstractDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 Salary 对象 s，调用了 Salary 中的构造方法，Salary 的构造方法中显式的调用了 Employee 的构造方法，所以第一次输出 Constructing an Employee
        Salary s = new Salary("Mohd Mohtashim", "Ambehta, UP", 3, 3600.00);
        // 创建 Employee 对象 e，采用了向上转型，父类引用指向了子类对象，Salary 中的构造方法再次被调用，第二次，输出 Constructing an Employee
        Employee e = new Salary("John Adams", "Boston, MA", 2, 2400.00);
        // 输出语句输出 Call mailCheck using Salary reference --
        System.out.println("Call mailCheck using Salary reference --");
        // s 对象调用 mailCheck() 方法，执行 Salary 类中的成员方法，输出 Within mailCheck of Salary class 后
        // 再输出 Mailing check to Mohd Mohtashim with salary 3600.0
        s.mailCheck();

        // 输出语句输出 Call mailCheck using Employee reference--
        System.out.println("\n Call mailCheck using Employee reference--");
        // 由于创建 Employee 对象 e 采用了向上转型，在编译器确定 Employee 类中包含 mailCheck() 方法后，编译通过
        // 在运行时由于父类引用（Employee e）指向了子类对象（new Salary），实际调用的是 Salary 类中的 mailCheck() 方法
        // 先输出 Within mailCheck of Salary class
        // 再输出 Mailing check to John Adams with salary 2400.0
        e.mailCheck();
    }
}

程序编译运行结果如下：

Constructing an Employee
Constructing an Employee
Call mailCheck using Salary reference --
Within mailCheck of Salary class 
Mailing check to Mohd Mohtashim with salary 3600.0

 Call mailCheck using Employee reference--
Within mailCheck of Salary class 
Mailing check to John Adams with salary 2400.0