从具体事物抽出、概括出它们共同的方面、本质属性与关系等,而将个别的、非本质的方面、属性与关系舍弃,这种思维过程,称为抽象。 例如,考虑电子邮件的情况,复杂的详细信息(例如,发送电子邮件时发生的情况),电子邮件服务器使用的协议对用户是隐藏的。 因此,要发送电子邮件,只需输入内容,提及接收方的地址,然后单击“发送”。
同样在面向对象的编程中,抽象是从用户隐藏实现细节的过程,只有功能将被提供给用户。 换句话说,用户将获得关于对象做什么而不是如何做的信息。
在Java中,使用抽象类和接口实现抽象。
1. 抽象类
在其声明中包含abstract
关键字的类称为抽象类。
- 抽象类可能包含也可能不包含抽象方法,即没有主体的方法(
public void get();
) - 但是,如果一个类至少有一个抽象方法,那么该类必须声明为
abstract
。 - 如果一个类声明为
abstract
,则无法实例化它。 - 要使用抽象类,必须从另一个类继承它,为抽象方法提供实现。
- 如果继承了抽象类,则必须为所有抽象方法提供实现。
示例
要创建抽象类,只需在类声明中在class
关键字之前加上abstract
关键字。示例代码如下 -
/* 文件名称: Employee.java */
public abstract class Employee {
private String name;
private String address;
private int number;
public Employee(String name, String address, int number) {
System.out.println("Constructing an Employee");
this.name = name;
this.address = address;
this.number = number;
}
public double computePay() {
System.out.println("Inside Employee computePay");
return 0.0;
}
public void mailCheck() {
System.out.println("Mailing a check to " + this.name + " " + this.address);
}
public String toString() {
return name + " " + address + " " + number;
}
public String getName() {
return name;
}
public String getAddress() {
return address;
}
public void setAddress(String newAddress) {
address = newAddress;
}
public int getNumber() {
return number;
}
}
可以观察除抽象方法之外,Employee
类与Java中的普通类相同。Employee
类现在是一个抽象类,但它仍然有三个字段,七个方法和一个构造函数。
现在,可以尝试以下列方式实例化Employee
类 -
public class AbstractDemo {
public static void main(String[] args) {
/* Following is not allowed and would raise error */
Employee e = new Employee("Maxsu", "Hainan Haikou", 1443);
System.out.println("Call mailCheck using Employee reference --");
e.mailCheck();
}
}
执行上面示例代码,得到以下结果 -
Exception in thread "main" java.lang.Error: Unresolved compilation problem:
Cannot instantiate the type Employee
at AbstractDemo.main(AbstractDemo.java:6)
2. 继承抽象类
可以通过以下方式继承Employee
类的属性,就像具体类一样 -
public class Salary extends Employee {
private double salary; // Annual salary
public Salary(String name, String address, int number, double salary) {
super(name, address, number);
setSalary(salary);
}
public void mailCheck() {
System.out.println("Within mailCheck of Salary class ");
System.out.println("Mailing check to " + getName() + " with salary " + salary);
}
public double getSalary() {
return salary;
}
public void setSalary(double newSalary) {
if (newSalary >= 0.0) {
salary = newSalary;
}
}
public double computePay() {
System.out.println("Computing salary pay for " + getName());
return salary / 52;
}
}
在这里,不能实例化Employee
类,但可以实例化Salary
类,并使用此实例可以访问Employee
类的所有三个字段和七个方法,如下所示 -
public class AbstractDemo {
public static void main(String[] args) {
Salary s = new Salary("Maxsu", "Hainan Haikou", 3, 9900.00);
Employee e = new Salary("Wang XX", "Shaihai", 2, 8400.00);
System.out.println("Call mailCheck using Salary reference --");
s.mailCheck();
System.out.println("Call mailCheck using Employee reference --");
e.mailCheck();
}
}
执行上面示例代码,得到以下结果 -
Constructing an Employee
Constructing an Employee
Call mailCheck using Salary reference --
Within mailCheck of Salary class
Mailing check to Maxsu with salary 9900.0
Call mailCheck using Employee reference --
Within mailCheck of Salary class
Mailing check to Wang XX with salary 8400.0
3. 抽象方法
如果希望类包含特定方法,但希望方法的实际实现由子类来确定,则可以将父类中的方法声明为抽象。
abstract
关键字用于将方法声明为抽象。- 须将
abstract
关键字放在方法声明中的方法名称之前。 - 抽象方法包含方法签名,但没有方法体。
- 抽象方法没有花括号,而是在末尾有一个冒号(
;
)。
声明抽象方法的示例 -
public abstract class Employee {
private String name;
private String address;
private int number;
// 声明抽象方法
public abstract double computePay();
// Remainder of class definition
}
将方法声明为抽象有两个结果 -
- 包含它的类必须声明为
abstract
。 - 继承当前类的任何类都必须覆盖抽象方法或将自身声明为抽象方法。
注 - 子类必须实现抽象方法; 它将是一个无法实例化的抽象类层次结构。
假设Salary
类继承了Employee
类,那么它应该实现computePay()
方法,如下所示 -
/* 文件名称: Salary.java */
public class Salary extends Employee {
private double salary; // Annual salary
// 实现`computePay()`方法
public double computePay() {
System.out.println("Computing salary pay for " + getName());
return salary/52;
}
// Remainder of class definition
}