Java™ 教程(抽象方法和类)

更新于 2019-01-08  约 8 分钟

抽象方法和类

抽象类是一个声明为abstract的类 — 它可能包括也可能不包括抽象方法,抽象类无法实例化,但可以进行子类化。

抽象方法是在没有实现的情况下声明的方法(没有大括号,后跟分号),如下所示:

abstract void moveTo(double deltaX, double deltaY);

如果一个类包含抽象方法,那么该类本身必须被声明为abstract,如:

public abstract class GraphicObject {
   // declare fields
   // declare nonabstract methods
   abstract void draw();
}

当抽象类被子类化时,子类通常为其父类中的所有抽象方法提供实现,但是,如果没有,那么子类也必须声明为abstract

注意:未声明为defaultstatic的接口(参见接口部分)中的方法是隐式抽象的,因此abstract修饰符不用于接口方法(可以使用,但不需要)。

抽象类与接口相比

抽象类与接口类似,你不能实例化它们,它们可能包含有或没有实现声明的方法的组合,但是,使用抽象类,你可以声明非静态和final的字段,并定义publicprotectedprivate的具体方法。使用接口,所有字段都自动为publicstaticfinal,并且你声明或定义的所有方法(作为默认方法)都是public,此外,你只能扩展一个类,无论它是否是抽象的,而你可以实现任意数量的接口。

你应该使用哪个,抽象类或接口?

  • 如果任何这些语句适用于你的情况,请考虑使用抽象类:

    • 你希望在几个密切相关的类之间共享代码。
    • 你希望扩展抽象类的类具有许多公共方法或字段,或者需要非公共的访问修饰符(如protectedprivate)。
    • 你想声明非静态或非最终字段,这使你能够定义能够访问和修改它们所属的对象的状态的方法。
  • 如果任何这些语句适用于你的情况,请考虑使用接口:

    • 你希望不相关的类将实现你的接口,例如,ComparableCloneable接口由许多不相关的类实现。
    • 你希望指定特定数据类型的行为,但不关心谁实现其行为。
    • 你希望利用类型的多重继承。

JDK中的抽象类的一个示例是AbstractMap,它是集合框架的一部分,它的子类(包括HashMapTreeMapConcurrentHashMap)共享AbstractMap定义的许多方法(包括getputisEmptycontainsKeycontainsValue)。

JDK中实现多个接口的类的一个示例是HashMap,它实现了SerializableCloneableMap<K, V>接口。通过阅读这个接口列表,你可以推断出HashMap的实例(无论是实现该类的开发人员或公司)可以克隆,可序列化(这意味着它可以转换为字节流)。请参阅Serializable Objects部分,并具有map的功能,此外,Map<K, V>接口已经增强了许多默认方法,例如mergeforEach,实现此接口的旧类不必定义。

请注意,许多软件库都使用抽象类和接口,HashMap类实现了几个接口,并且还扩展了抽象类AbstractMap

抽象类示例

在面向对象的绘图应用程序中,你可以绘制圆形、矩形、线条、贝塞尔曲线和许多其他图形对象,这些对象都具有某些状态(例如:位置、方向、线条颜色、填充颜色)和行为(例如:moveTorotateresizedraw)。所有图形对象中的一些状态和行为都是相同的(例如:位置、填充颜色和moveTo),其他需要不同的实现(例如,resizedraw)。所有GraphicObjects必须能够自己绘制或调整大小,它们只是做的方式不同,这是抽象超类的完美情况。你可以利用相似性并声明所有图形对象从同一个抽象父对象(例如,GraphicObject)继承,如下图所示。

classes-graphicObject.gif

首先,声明一个抽象类GraphicObject,以提供所有子类完全共享的成员变量和方法,例如当前位置和moveTo方法,GraphicObject还声明了方法的抽象方法,例如drawresize,它们需要由所有子类实现,但必须以不同的方式实现,GraphicObject类看起来像这样:

abstract class GraphicObject {
    int x, y;
    ...
    void moveTo(int newX, int newY) {
        ...
    }
    abstract void draw();
    abstract void resize();
}

GraphicObject的每个非抽象子类(例如CircleRectangle)必须提供drawresize方法的实现:

class Circle extends GraphicObject {
    void draw() {
        ...
    }
    void resize() {
        ...
    }
}
class Rectangle extends GraphicObject {
    void draw() {
        ...
    }
    void resize() {
        ...
    }
}

当抽象类实现接口时

接口一节中,注意到实现接口的类必须实现所有接口的方法,但是,可以定义一个不实现所有接口方法的类,前提是该类被声明为abstract,例如:

abstract class X implements Y {
  // implements all but one method of Y
}

class XX extends X {
  // implements the remaining method in Y
}

在这种情况下,类X必须是abstract,因为它没有完全实现Y,但实际上,类XX实现了Y

类成员

抽象类可以具有静态字段和静态方法,你可以像使用任何其他类一样使用带有类引用的静态成员(例如,AbstractClass.staticMethod())。


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