Java——抽象类

news2025/2/24 7:31:37

在Java中，抽象类（Abstract Class） 是一种特殊的类，用于定义部分实现的类结构，同时允许子类提供具体的实现。抽象类通常用于定义通用的行为或属性，而将具体的实现细节留给子类。

1. 抽象类的定义

语法：

abstract class 类名 {
    // 字段
    // 构造器
    // 具体方法
    // 抽象方法
}

特点：
- 抽象类用abstract关键字修饰。
- 抽象类可以包含抽象方法（没有方法体的方法）和具体方法（有方法体的方法）。
- 抽象类不能被实例化，只能被继承。

2. 抽象类的特性

2.1 抽象方法

定义：抽象方法是没有方法体的方法，用abstract关键字修饰。
特点：
- 抽象方法必须在抽象类中定义。
- 子类必须重写抽象方法（除非子类也是抽象类）。

示例：

abstract class Animal {
    // 抽象方法
    public abstract void makeSound();

    // 具体方法
    public void sleep() {
        System.out.println("Animal is sleeping.");
    }
}

2.2 具体方法

定义：抽象类可以包含具体方法（有方法体的方法）。
特点：
- 具体方法可以被子类直接继承或重写。
- 抽象类可以提供通用的实现，减少代码重复。

示例：

abstract class Animal {
    // 具体方法
    public void eat() {
        System.out.println("Animal is eating.");
    }
}

2.3 字段和构造器

字段：抽象类可以包含字段（成员变量）。
构造器：抽象类可以有构造器，但不能直接实例化。构造器用于初始化字段或供子类调用。

示例：

abstract class Animal {
    private String name;

    // 构造器
    public Animal(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }
}

3. 抽象类的使用

3.1 继承抽象类

子类必须重写抽象类中的所有抽象方法（除非子类也是抽象类）。
子类可以继承抽象类的具体方法和字段。

示例：

class Dog extends Animal {
    public Dog(String name) {
        super(name); // 调用父类构造器
    }

    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Woof! Woof!");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog("Buddy");
        dog.makeSound(); // 输出: Woof! Woof!
        dog.eat();      // 输出: Animal is eating.
    }
}

3.2 抽象类的多态

抽象类可以作为引用类型，指向其子类对象。
通过抽象类引用调用方法时，实际执行的是子类的方法。

示例：

Animal myAnimal = new Dog("Buddy");
myAnimal.makeSound(); // 输出: Woof! Woof!

4. 抽象类与接口的区别

特性	抽象类	接口
关键字	`abstract class`	`interface`
方法	可以包含抽象方法和具体方法	Java 8之前只能包含抽象方法
字段	可以包含普通字段和静态字段	只能包含静态常量（`public static final`）
构造器	可以有构造器	不能有构造器
多继承	不支持多继承	支持多继承（一个类可以实现多个接口）
默认方法	不支持默认方法	Java 8支持默认方法（`default`方法）
设计目的	定义通用的类结构	定义行为规范

5. 抽象类的应用场景

定义通用行为：
- 抽象类可以定义通用的方法和字段，供子类继承。
- 示例：Animal类定义eat()和sleep()方法，子类Dog和Cat继承这些方法。
强制子类实现特定行为：
- 抽象类可以定义抽象方法，强制子类提供具体实现。
- 示例：Animal类定义makeSound()抽象方法，子类Dog和Cat必须实现该方法。
代码复用：
- 抽象类可以提供部分实现，减少子类的代码重复。
- 示例：Animal类提供eat()方法的默认实现，子类可以直接使用或重写。
模板方法模式：
- 抽象类可以定义算法的骨架，将具体步骤延迟到子类实现。
- 示例：Game类定义initialize()、start()和end()方法，子类Football和Cricket实现具体逻辑。