一、抽象类的基本概念
    普通类是一个完善的功能类,可以直接产生实例化对象,并且在普通类中可以包含有构造方法、普通方法、static方法、常量和变量等内容。而抽象类是指在普通类的结构里面增加抽象方法的组成部分。
    那么什么叫抽象方法呢?在所有的普通方法上面都会有一个“{}”,这个表示方法体,有方法体的方法一定可以被对象直接使用。而抽象方法,是指没有方法体的方法,同时抽象方法还必须使用关键字abstract做修饰。
    而拥有抽象方法的类就是抽象类,抽象类要使用abstract关键字声明。
    范例:定义一个抽象类

    1. abstract class A{//定义一个抽象类
    2. public void fun(){//普通方法
    3. System.out.println("存在方法体的方法");
    4. }
    5. public abstract void print();//抽象方法,没有方法体,有abstract关键字做修饰
    6. }
    7. • 1
    8. • 2
    9. • 3
    10. • 4
    11. • 5
    12. • 6
    13. • 7
    14. • 8
    15. • 9

    二、抽象类的使用
    我们先看范例。
    范例:直接实例化抽象类的对象

    1. package com.wz.abstractdemo;
    2. abstract class A{//定义一个抽象类
    3. public void fun(){//普通方法
    4. System.out.println("存在方法体的方法");
    5. }
    6. public abstract void print();//抽象方法,没有方法体,有abstract关键字做修饰
    7. }
    8. public class TestDemo {
    9. public static void main(String[] args) {
    10. A a = new A();
    11. }
    12. }
    13. • 1
    14. • 2
    15. • 3
    16. • 4
    17. • 5
    18. • 6
    19. • 7
    20. • 8
    21. • 9
    22. • 10
    23. • 11
    24. • 12
    25. • 13
    26. • 14
    27. • 15
    28. • 16
    29. • 17
    30. • 18

    运行:

    1. Exception in thread "main" java.lang.Error: Unresolved compilation problem:
    2. Cannot instantiate the type A
    3. at com.wz.abstractdemo.TestDemo.main(TestDemo.java:15)
    4. • 1
    5. • 2
    6. • 3
    7. • 4
    8. • 5

    从上可知,A是抽象的,无法直接进行实例化操作。为什么不能直接实例化呢?当一个类实例化之后,就意味着这个对象可以调用类中的属性或者放过了,但在抽象类里存在抽象方法,而抽象方法没有方法体,没有方法体就无法进行调用。既然无法进行方法调用的话,又怎么去产生实例化对象呢。
    抽象类的使用原则如下:
    (1)抽象方法必须为public或者protected(因为如果为private,则不能被子类继承,子类便无法实现该方法),缺省情况下默认为public;
    (2)抽象类不能直接实例化,需要依靠子类采用向上转型的方式处理;
    (3)抽象类必须有子类,使用extends继承,一个子类只能继承一个抽象类;
    (4)子类(如果不是抽象类)则必须覆写抽象类之中的全部抽象方法(如果子类没有实现父类的抽象方法,则必须将子类也定义为为abstract类。);
    范例:

    1. package com.wz.abstractdemo;
    2. abstract class A{//定义一个抽象类
    3. public void fun(){//普通方法
    4. System.out.println("存在方法体的方法");
    5. }
    6. public abstract void print();//抽象方法,没有方法体,有abstract关键字做修饰
    7. }
    8. //单继承
    9. class B extends A{//B类是抽象类的子类,是一个普通类
    10. @Override
    11. public void print() {//强制要求覆写
    12. System.out.println("Hello World !");
    13. }
    14. }
    15. public class TestDemo {
    16. public static void main(String[] args) {
    17. A a = new B();//向上转型
    18. a.print();//被子类所覆写的过的方法
    19. }
    20. }
    21. • 1
    22. • 2
    23. • 3
    24. • 4
    25. • 5
    26. • 6
    27. • 7
    28. • 8
    29. • 9
    30. • 10
    31. • 11
    32. • 12
    33. • 13
    34. • 14
    35. • 15
    36. • 16
    37. • 17
    38. • 18
    39. • 19
    40. • 20
    41. • 21
    42. • 22
    43. • 23
    44. • 24
    45. • 25
    46. • 26
    47. • 27
    48. • 28
    49. • 29

    运行结果:

    1. Hello World !
    2. • 1
    3. • 2

    现在就可以清楚的发现:
    (1)抽象类继承子类里面有明确的方法覆写要求,而普通类可以有选择性的来决定是否需要覆写;
    (2)抽象类实际上就比普通类多了一些抽象方法而已,其他组成部分和普通类完全一样;
    (3)普通类对象可以直接实例化,但抽象类的对象必须经过向上转型之后才可以得到。
    虽然一个类的子类可以去继承任意的一个普通类,可是从开发的实际要求来讲,普通类尽量不要去继承另外一个普通类,而是去继承抽象类。
    三、抽象类的使用限制
    (1)抽象类中有构造方法么?
    由于抽象类里会存在一些属性,那么抽象类中一定存在构造方法,其存在目的是为了属性的初始化。
    并且子类对象实例化的时候,依然满足先执行父类构造,再执行子类构造的顺序。
    范例如下:

    1. package com.wz.abstractdemo;
    2. abstract class A{//定义一个抽象类
    3. public A(){
    4. System.out.println("*****A类构造方法*****");
    5. }
    6. public abstract void print();//抽象方法,没有方法体,有abstract关键字做修饰
    7. }
    8. //单继承
    9. class B extends A{//B类是抽象类的子类,是一个普通类
    10. public B(){
    11. System.out.println("*****B类构造方法*****");
    12. }
    13. @Override
    14. public void print() {//强制要求覆写
    15. System.out.println("Hello World !");
    16. }
    17. }
    18. public class TestDemo {
    19. public static void main(String[] args) {
    20. A a = new B();//向上转型
    21. }
    22. }
    23. • 1
    24. • 2
    25. • 3
    26. • 4
    27. • 5
    28. • 6
    29. • 7
    30. • 8
    31. • 9
    32. • 10
    33. • 11
    34. • 12
    35. • 13
    36. • 14
    37. • 15
    38. • 16
    39. • 17
    40. • 18
    41. • 19
    42. • 20
    43. • 21
    44. • 22
    45. • 23
    46. • 24
    47. • 25
    48. • 26
    49. • 27
    50. • 28
    51. • 29
    52. • 30
    53. • 31
    54. • 32

    执行结果:

    1. *****A类构造方法*****
    2. *****B类构造方法*****
    3. • 1
    4. • 2

    (2)抽象类可以用final声明么?
    不能,因为抽象类必须有子类,而final定义的类不能有子类;
    (3)抽象类能否使用static声明?
    先看一个关于外部抽象类的范例:

    1. package com.wz.abstractdemo;
    2. static abstract class A{//定义一个抽象类
    3. public abstract void print();
    4. }
    5. class B extends A{
    6. public void print(){
    7. System.out.println("**********");
    8. }
    9. }
    10. public class TestDemo {
    11. public static void main(String[] args) {
    12. A a = new B();//向上转型
    13. a.print();
    14. }
    15. }
    16. • 1
    17. • 2
    18. • 3
    19. • 4
    20. • 5
    21. • 6
    22. • 7
    23. • 8
    24. • 9
    25. • 10
    26. • 11
    27. • 12
    28. • 13
    29. • 14
    30. • 15
    31. • 16
    32. • 17
    33. • 18
    34. • 19
    35. • 20
    36. • 21
    37. • 22
    38. • 23

    执行结果

    1. Exception in thread "main" java.lang.Error: Unresolved compilation problem:
    2. Illegal modifier for the class A; only public, abstract & final are permitted
    3. at com.wz.abstractdemo.A.<init>(TestDemo.java:3)
    4. at com.wz.abstractdemo.B.<init>(TestDemo.java:9)
    5. at com.wz.abstractdemo.TestDemo.main(TestDemo.java:18)
    6. • 1
    7. • 2
    8. • 3
    9. • 4
    10. • 5
    11. • 6
    12. • 7

    再看一个关于内部抽象类:

    1. package com.wz.abstractdemo;
    2. abstract class A{//定义一个抽象类
    3. static abstract class B{//static定义的内部类属于外部类
    4. public abstract void print();
    5. }
    6. }
    7. class C extends A.B{
    8. public void print(){
    9. System.out.println("**********");
    10. }
    11. }
    12. public class TestDemo {
    13. public static void main(String[] args) {
    14. A.B ab = new C();//向上转型
    15. ab.print();
    16. }
    17. }
    18. • 1
    19. • 2
    20. • 3
    21. • 4
    22. • 5
    23. • 6
    24. • 7
    25. • 8
    26. • 9
    27. • 10
    28. • 11
    29. • 12
    30. • 13
    31. • 14
    32. • 15
    33. • 16
    34. • 17
    35. • 18
    36. • 19
    37. • 20
    38. • 21
    39. • 22
    40. • 23
    41. • 24
    42. • 25

    执行结果:

    1. **********
    2. • 1

    由此可见,外部抽象类不允许使用static声明,而内部的抽象类运行使用static声明。使用static声明的内部抽象类相当于一个外部抽象类,继承的时候使用“外部类.内部类”的形式表示类名称。
    (4)可以直接调用抽象类中用static声明的方法么?
    任何时候,如果要执行类中的static方法的时候,都可以在没有对象的情况下直接调用,对于抽象类也一样。
    范例如下:

    1. package com.wz.abstractdemo;
    2. abstract class A{//定义一个抽象类
    3. public static void print(){
    4. System.out.println("Hello World !");
    5. }
    6. }
    7. public class TestDemo {
    8. public static void main(String[] args) {
    9. A.print();
    10. }
    11. }
    12. • 1
    13. • 2
    14. • 3
    15. • 4
    16. • 5
    17. • 6
    18. • 7
    19. • 8
    20. • 9
    21. • 10
    22. • 11
    23. • 12
    24. • 13
    25. • 14
    26. • 15
    27. • 16
    28. • 17
    29. • 18

    运行结果:

    1. Hello World !
    2. • 1
    3. • 2

    (5)有时候由于抽象类中只需要一个特定的系统子类操作,所以可以忽略掉外部子类。这样的设计在系统类库中会比较常见,目的是对用户隐藏不需要知道的子类。
    范例如下:

    1. package com.wz.abstractdemo;
    2. abstract class A{//定义一个抽象类
    3. public abstract void print();
    4. private static class B extends A{//内部抽象类子类
    5. public void print(){//覆写抽象类的方法
    6. System.out.println("Hello World !");
    7. }
    8. }
    9. //这个方法不受实例化对象的控制
    10. public static A getInstance(){
    11. return new B();
    12. }
    13. }
    14. public class TestDemo {
    15. public static void main(String[] args) {
    16. //此时取得抽象类对象的时候完全不需要知道B类这个子类的存在
    17. A a = A.getInstance();
    18. a.print();
    19. }
    20. }
    21. • 1
    22. • 2
    23. • 3
    24. • 4
    25. • 5
    26. • 6
    27. • 7
    28. • 8
    29. • 9
    30. • 10
    31. • 11
    32. • 12
    33. • 13
    34. • 14
    35. • 15
    36. • 16
    37. • 17
    38. • 18
    39. • 19
    40. • 20
    41. • 21
    42. • 22
    43. • 23
    44. • 24
    45. • 25
    46. • 26
    47. • 27
    48. • 28
    49. • 29

    运行结果:

    1. Hello World !
    2. • 1

    四、抽象类的应用——模板设计模式
    例如,现在有三类事物:
    (1)机器人:充电,工作;
    (2)人:吃饭,工作,睡觉;
    (3)猪:进食,睡觉。
    现要求实现一个程序,可以实现三种不同事物的行为。
    先定义一个抽象行为类:

    1. package com.wz.abstractdemo;
    2. public abstract class Action{
    3. public static final int EAT = 1 ;
    4. public static final int SLEEP = 3 ;
    5. public static final int WORK = 5 ;
    6. public abstract void eat();
    7. public abstract void sleep();
    8. public abstract void work();
    9. public void commond(int flags){
    10. switch(flags){
    11. case EAT:
    12. this.eat();
    13. break;
    14. case SLEEP:
    15. this.sleep();
    16. break;
    17. case WORK:
    18. this.work();
    19. break;
    20. case EAT + SLEEP:
    21. this.eat();
    22. this.sleep();
    23. break;
    24. case SLEEP + WORK:
    25. this.sleep();
    26. this.work();
    27. break;
    28. default:
    29. break;
    30. }
    31. }
    32. }
    33. • 1
    34. • 2
    35. • 3
    36. • 4
    37. • 5
    38. • 6
    39. • 7
    40. • 8
    41. • 9
    42. • 10
    43. • 11
    44. • 12
    45. • 13
    46. • 14
    47. • 15
    48. • 16
    49. • 17
    50. • 18
    51. • 19
    52. • 20
    53. • 21
    54. • 22
    55. • 23
    56. • 24
    57. • 25
    58. • 26
    59. • 27
    60. • 28
    61. • 29
    62. • 30
    63. • 31
    64. • 32
    65. • 33
    66. • 34
    67. • 35
    68. • 36
    69. • 37

    定义一个机器人的类:

    1. package com.wz.abstractdemo;
    2. public class Robot extends Action{
    3. @Override
    4. public void eat() {
    5. System.out.println("机器人充电");
    6. }
    7. @Override
    8. public void sleep() {
    9. }
    10. @Override
    11. public void work() {
    12. System.out.println("机器人工作");
    13. }
    14. }
    15. • 1
    16. • 2
    17. • 3
    18. • 4
    19. • 5
    20. • 6
    21. • 7
    22. • 8
    23. • 9
    24. • 10
    25. • 11
    26. • 12
    27. • 13
    28. • 14
    29. • 15
    30. • 16
    31. • 17
    32. • 18
    33. • 19
    34. • 20
    35. • 21
    36. • 22
    37. • 23
    38. • 24

    定义一个人的类:

    1. package com.wz.abstractdemo;
    2. public class Human extends Action{
    3. @Override
    4. public void eat() {
    5. System.out.println("人吃饭");
    6. }
    7. @Override
    8. public void sleep() {
    9. System.out.println("人睡觉");
    10. }
    11. @Override
    12. public void work() {
    13. System.out.println("人工作");
    14. }
    15. }
    16. • 1
    17. • 2
    18. • 3
    19. • 4
    20. • 5
    21. • 6
    22. • 7
    23. • 8
    24. • 9
    25. • 10
    26. • 11
    27. • 12
    28. • 13
    29. • 14
    30. • 15
    31. • 16
    32. • 17
    33. • 18
    34. • 19
    35. • 20
    36. • 21
    37. • 22
    38. • 23

    定义一个猪的类:

    1. package com.wz.abstractdemo;
    2. public class Pig extends Action{
    3. @Override
    4. public void eat() {
    5. System.out.println("猪进食");
    6. }
    7. @Override
    8. public void sleep() {
    9. System.out.println("猪睡觉");
    10. }
    11. @Override
    12. public void work() {
    13. }
    14. }
    15. • 1
    16. • 2
    17. • 3
    18. • 4
    19. • 5
    20. • 6
    21. • 7
    22. • 8
    23. • 9
    24. • 10
    25. • 11
    26. • 12
    27. • 13
    28. • 14
    29. • 15
    30. • 16
    31. • 17
    32. • 18
    33. • 19
    34. • 20
    35. • 21
    36. • 22
    37. • 23
    38. • 24

    测试主类:

    1. package com.wz.abstractdemo;
    2. public class AbstractDemo {
    3. public static void main(String[] args) {
    4. fun(new Robot());
    5. fun(new Human());
    6. fun(new Pig());
    7. }
    8. public static void fun(Action act){
    9. act.commond(Action.EAT);
    10. act.commond(Action.SLEEP);
    11. act.commond(Action.WORK);
    12. }
    13. }
    14. • 1
    15. • 2
    16. • 3
    17. • 4
    18. • 5
    19. • 6
    20. • 7
    21. • 8
    22. • 9
    23. • 10
    24. • 11
    25. • 12
    26. • 13
    27. • 14
    28. • 15
    29. • 16
    30. • 17
    31. • 18
    32. • 19
    33. • 20
    34. • 21
    35. • 22

    运行结果:

    1. 机器人充电
    2. 机器人工作
    3. 人吃饭
    4. 人睡觉
    5. 人工作
    6. 猪进食
    7. 猪睡觉
    8. • 1
    9. • 2
    10. • 3
    11. • 4
    12. • 5
    13. • 6
    14. • 7
    15. • 8

    所有的子类如果要想正常的完成操作,必须按照指定的方法进行覆写才可以,而这个时候抽象类所起的功能就是一个类定义模板的功能。