抽象类

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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() { … }
}

Person类派生的StudentTeacher都可以覆写run()方法。

如果父类Personrun()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StudentTeacher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

用抽象类给一个有工资收入和稿费收入的小伙伴算税。

用抽象类算税

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。


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