Java面向对象（高级）- 抽象类与抽象方法(或abstract关键字)

【Java面向对象（高级）- 抽象类与抽象方法(或abstract关键字)】 在Java编程语言中，面向对象编程是其核心特性之一。抽象类和抽象方法是面向对象编程中的重要概念，它们允许程序员创建一种通用的模板，用于定义一系列相关类的公共行为和属性。抽象类和抽象方法主要通过`abstract`关键字来标记。 一、抽象类的由来 1. 举例1 当设计类的继承结构时，有时父类会被设计得非常通用，只包含通用的属性和方法，而不关注具体实现。例如，我们可以有一个`Animal`类，其中包含`eat()`和`sleep()`方法，但`Animal`类本身无法确定动物具体如何吃或睡，因为这取决于具体的动物类型（如猫、狗）。因此，`Animal`类会被设计为抽象类，不允许实例化，仅作为其他具体动物类的基类。 2. 举例2 在几何图形的例子中，我们可以有一个`Shape`类，它有`getArea()`和`getPerimeter()`方法。然而，`Shape`类无法提供所有图形的面积和周长的具体计算方式，因此这两个方法在`Shape`类中是抽象的。子类如`Circle`、`Rectangle`和`Triangle`会重写这些方法以提供各自的实现。 二、案例引入 这里我们有一个`Person`类和它的子类`Student`。`Person`类包含了`eat()`和`sleep()`方法，而`Student`类继承了`Person`并重写了这些方法以适应学生的特定行为。如果我们想让`Person`类不能被实例化，我们可以通过在类声明前加上`abstract`关键字将其变为抽象类。抽象类可以有抽象方法（只有方法签名，没有方法体），也可以有非抽象方法（有具体实现）。 三、抽象类与抽象方法 1. 语法格式 抽象类声明：`abstract class ClassName` 抽象方法声明：`abstract returnType methodName(parameters);` 2. 使用说明 - 抽象类不能被实例化，只能作为其他类的基类。 - 子类继承抽象类，必须实现所有的抽象方法，除非子类也是抽象类。 - 如果一个类包含一个或多个抽象方法，那么该类必须声明为抽象类。 3. 注意事项 - `abstract`不能用于变量和构造器。 - 如果一个类包含抽象方法，那么该类必须声明为抽象类。 - 抽象类可以有非抽象方法，这些方法提供了通用的功能。 四、应用举例 1. 航运 在航运系统中，可以有一个`Vehicle`抽象类，包含`move()`方法。子类如`Ship`、`Boat`会重写`move()`以实现各自的移动方式。 2. 模板方法设计模式 这是一种设计模式，其中抽象类定义了一种算法的框架，而将一些步骤的实现延迟到子类。抽象类中定义了一个模板方法，它由一系列步骤组成，部分步骤是抽象的，由子类实现。 五、总结 抽象类和抽象方法是Java中实现多态性和代码复用的关键工具。它们允许我们在设计时保持灵活性，同时确保子类遵循一定的规范。抽象类提供了一种组织和结构化代码的方式，使得代码更加模块化，易于理解和维护。在实际编程中，合理使用抽象类和抽象方法可以提高代码的可扩展性和可维护性。