Java基础之：OOP——抽象类

Java基础之：OOP——抽象类

当父类的某一些方法并不知道具体实现内容，但需要继承给子类让其在子类中实现时，就可以将这些方法声明为抽象方法，而有抽象方法的类就叫做抽象类。使用abstract来声明。

简单案例

package com.atguigu.abstract_;
​
public class AbstractTest01 {
​
    public static void main(String[] args) {
        
        Cat cat = new Cat("小花猫");
        cat.eat();
    }
​
}
​
abstract class Animal { //抽象类
    private String name;
​
    public Animal(String name) {
        super();
        this.name = name;
    }
​
    public String getName() {
        return name;
    }
​
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    
    //eat , 抽象方法
    public abstract void eat();
}
​
//解读
//1. 当一个类继承了抽象类,就要把抽象类的所有抽象方法实现
//2. 所谓方法实现，指的是 把方法体写出, 方法体是空，也可以.
class Cat extends Animal { 
    public Cat(String name) {
        super(name);
        // TODO Auto-generated constructor stub
    }
    
    public void eat() {
        System.out.println(getName() +  " 爱吃 <・)))><<");
    }
}

 

语法说明

抽象类：

　　　访问修饰符 abstract class 类名{}

抽象方法：(抽象方法没有方法体！)

　　　访问修饰符 abstract 返回类型 方法名(参数列表);

 

抽象类使用细节

1. 抽象类不可以被实例化

2. 抽象类不一定必须包含abstract方法，即抽象类不一定有抽象方法

3. 一旦包含了抽象方法，则这个类必须声明为abstract抽象类

4. abstract只能修饰类与方法，不可以修饰其他内容

5. 抽象类可以有任意成员(因为抽象类还是类)，比如：非抽象方法、构造器、静态属性等等

6. 抽象方法不能有主体，即不能实现

7. 如果一个类继承了抽象类，则它必须实现抽象类的所有抽象方法，除非它自己也声明为abstract类。

8. 抽象方法不能使用private、final 和 static来修饰，因为这些关键字都是和重写相违背的。

package class_abstract;
public class Abstract_Test {
​
    public static void main(String[] args) {
        //细节1：对于抽象类而言，不可以声明实例
//      A a = new A(); //报错：Cannot instantiate the type A
        
        //细节5.但当抽象类的子类，创建了实例之后，仍然可以使用A类中满足访问权限的所有东西。(继承的特点)
        B b = new B();
        b.setName("小范");
        b.getName();
    }
}
​
​
abstract class A{   //细节3：由于A类中的hi()方法是被abstract修饰的(即抽象方法),所以A类也必须声明为抽象的
    
    private String name;    //细节5：抽象类中也可以有非抽象的东西，抽象类本质也是一个类
    
    public String getName() {   
        return name;
    }
    public void setName(String name) {  
        this.name = name;
    }
​
    public abstract void hi();  //细节6：对于抽象类而言，不可以有{},即方法体
    
    public abstract void hello();
}
​
class B extends A{
    //细节7：只要继承抽象类，则必须实现抽象类中所有的抽象方法。否则编译器报错：
    //The type B must implement the inherited abstract method A.hi()....
    
    @Override
    public void hi() {
        System.out.println("B----hi");
    }
    
    @Override
    public void hello() {
        System.out.println("B-----hello");
    }
}
​
abstract class C extends A{
    /*  细节7：
     * 若继承了抽象类，但子类本身也是一个抽象类，那么可以不用实现抽象类中的抽象方法
     * 因为对于抽象子类C而言，是允许抽象方法存在的。
     * 一旦有非抽象子类D，继承了子类C，那么D同样需要实现抽象子类C中的所有抽象方法
     */
​
//  private abstract int age; //abstract 只能修饰方法与类，不可以修饰属性和其他的
    
    /*  细节8：
     * 对于抽象方法而言，不可以使用 private 或 final 修饰
     * 因为，抽象的本质就规范化父类的东西，让子类去实现父类已经写好的抽象方法
     * 而用private与final修饰的方法都不可以被子类继承，这就与抽象的作用冲突了
     */
//  private abstract void m1();
    
    /*  细节8：
     * 对于抽象方法而言，也不可以使用 static 修饰
     * 因为，static修饰之后，方法不再是成员方法了，而是类方法。
     * 而子类是无法继承类方法的，所以static与abstract的作用也是产生冲突了。
     */
//  public static abstract void m2();
}
​
class D extends C{
    @Override
    public void hi() {
        System.out.println("D-----hi");
    }
​
    @Override
    public void hello() {
        System.out.println("D-----hello");
    }
}

 

多态在抽象类中的实现

简单案例

package class_abstract;
​
public class AbstractPolyArray {
​
    public static void main(String[] args) {
        //抽象类不可以实例化，但可以使用多态数组
        Animal[] animal = new Animal[2];
        
        animal[0] = new Dog("小黑狗");
        animal[1] = new Cat("小花猫");
        
        //多态数组的使用
        for (int i = 0; i < animal.length; i++) {
            show(animal[i]);
        }
    }
    
    //这里不用担心会传入一个Animal类型的实例，因为Animal不能实例化
    //编译器不会通过，所以只会传入Animal的子类实例
    public static void show(Animal a) {
        a.eat();    //多态的使用
        
        if(a instanceof Dog) {
            ((Dog)a).watch();
        }else if(a instanceof Cat) {
            ((Cat)a).catchMouse();
        }
    }
}
​
abstract class Animal{
    private String name;
​
    public Animal(String name) {
        super();
        this.name = name;
    }
​
    public String getName() {
        return name;
    }
​
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    
    //动物都有eat的动作，但我们并不知道每一个动物具体怎么样eat
    //所以这里通过抽象提供了eat方法，需要子类来实现
    public abstract void eat();
}
​
class Dog extends Animal{
    public Dog(String name) {
        super(name);
    }
​
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println(getName() + "啃骨头......");
    }
    
    public void watch() {
        System.out.println(getName() + "守家.....");
    }
}
​
class Cat extends Animal{
    public Cat(String name) {
        super(name);
    }
​
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println(getName() + "吃鱼......");
    }
    
    public void catchMouse(){
        System.out.println(getName() + "抓老鼠.....");
    }
}

程序输出

小黑狗啃骨头......

小黑狗守家.....

小花猫吃鱼......

小花猫抓老鼠.....

 

抽象类简单应用案例

编写一个Employee类，声明为抽象类，包含如下三个属性：name，id，salary。

• 提供必要的构造器和抽象方法：work()。

• 请使用继承的思想，设计CommonEmployee类和Manager类，

• 对于Manager类来说，他既是员工，还具有奖金(bonus)的属性。

• 要求类中提供必要的方法进行属性访问,实现work()，提示 "经理/普通员工 名字 工作中...."

package class_abstract;
public class Abstract_ClassWork {
    public static void main(String[] args) {
        Employee[] em = new Employee[2];
        em[0] = new Manager("小黄", 1001, 5000, 1120);
        em[1] = new CommonEmployee("小范", 1002, 3000);
        
        System.out.println(em[0].toString());
        em[0].work();
        
        System.out.println(em[1].toString());
        em[1].work();
    }
}
​
abstract class Employee{
    private String name;
    private int id;
    private double salary;
    public Employee(String name, int id, double salary) {
        this.name = name;
        this.id = id;
        this.salary = salary;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getId() {
        return id;
    }
    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }
    public double getSalary() {
        return salary;
    }
    public void setSalary(double salary) {
        this.salary = salary;
    }
    
    public abstract void work();
    @Override
    public String toString() {
        return "name=" + name + ", id=" + id + ", salary=" + salary;
    }
}
​
//对于Manager类来说，他既是员工，还具有奖金(bonus)的属性。
class Manager extends Employee{
    private double bonus;
    
    public Manager(String name, int id, double salary, double bonus) {
        super(name, id, salary);
        this.bonus = bonus;
    }
​
    public double getBonus() {
        return bonus;
    }
​
    public void setBonus(double bonus) {
        this.bonus = bonus;
    }
​
    //"经理/普通员工 名字 工作中...."  
    @Override
    public void work() {
        System.out.println("经理" + getName() + "工作中......");
    }
    
    @Override
    public String toString() {
        return super.toString() + ",bonus =" + bonus;
    }
}
​
class CommonEmployee extends Employee{
    public CommonEmployee(String name, int id, double salary) {
        super(name, id, salary);
        // TODO Auto-generated constructor stub
    }
​
    //"经理/普通员工 名字 工作中...."  
    @Override
    public void work() {
        System.out.println("普通员工" + getName() + "工作中......");
    }
}

程序输出

name=小黄, id=1001, salary=5000.0,bonus =1120.0

经理小黄工作中......

name=小范, id=1002, salary=3000.0

普通员工小范工作中......

 

抽象类最佳实践-模板设计模式

抽象类体现的就是一种模板模式的设计，抽象类作为多个子类的通用模板，子类在抽象类的基础上进行扩展、改造，但子类总体上会保留抽象类的行为方式。

1) 当功能内部一部分实现是确定，一部分实现是不确定的。这时可以把不确定的部分暴露出去，让子类去实现。

2) 编写一个抽象父类，父类提供了多个子类的通用方法，并把一个或多个方法留给其子类实现，就是一种模板模式

简单案例

1) 设计一个抽象类(Template)，能完成如下功能:

2) 编写方法caleTime() ,可以计算某段代码的耗时时间

3) 编写抽象方法code()

4) 编写一个子类Sub,继承抽象类Template，并实现code方法。

package class_abstract;
public class Abstract_Template {
    public static void main(String[] args) {
        Template sub = new Sub();
        sub.caleTimes(); //实际是调用了Template中的caleTimes方法
        
        Template subStringB = new SubStringB();
        subStringB.caleTimes();
        
        //这里可以看到 StringBuffer在拼接字符串时，远远优于String拼接的效率
    }
}
​
abstract class Template{ //抽象类
    public abstract void code(); //抽象方法
    public void caleTimes(){ //  统计耗时多久是确定 
        //统计当前时间距离 1970-1-1 0:0:0 的时间差，单位ms
        long start = System.currentTimeMillis();
        code(); //这里的code在调用时，就是指向子类中已经重写实现了的code
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("耗时："+(end-start));
    }
}
​
class Sub extends Template{
    
    @Override
    public void code() {
        String x = "";
        for(int i = 0;i < 10000 ; i++) {    //拼接1W个hello 看处理时间
            x += "hello" + i;
        }
    }
}
​
class SubStringB extends Template{
    @Override
    public void code() {
        StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
        for(int i = 0;i < 10000 ; i++) {    //拼接1W个hello 看处理时间
            stringBuffer.append("hello" + i);
        }
    }
}

​

程序输出

耗时：606

耗时：2