Java 抽象类

1. 概念和特点

在面向对象的概念中，所有的对象都是通过类来描绘的，但是反过来，并不是所有的类都是用来描绘对象的，如果一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象，这样的类就是抽象类。

值得注意的是，一个抽象类不能直接实例化，但类的其他功能依然存在；既然不能被实例化，那么它必须被继承才能被使用。

2. 为什么需要抽象类

老是在想为什么要引用抽象类，一般类不就够用了吗。一般类里定义的方法，子类也可以覆盖，没必要定义成抽象的啊。

其实不是说抽象类有什么用，一般类确实也能满足应用，但是现实中确实有些父类中的方法确实没有必要写，因为各个子类中的这个方法肯定会有不同，所以没有必要再父类里写。当然你也可以把抽象类都写成非抽象类，但是这样没有必要。

而写成抽象类，这样别人看到你的代码，或你看到别人的代码，你就会注意抽象方法，而知道这个方法是在子类中实现的，所以，有个提示作用。

例如，父类 ​​Pet​​​ 被子类 ​​Cat​​​ 和 ​​Dog​​​ 继承，并且都重写了父类的 ​​eat​​ 方法：

class Pet {
    // 定义方法 eat
    public void eat() {
        System.out.println("宠物都会吃东西");
    }
}

class Dog extends Pet { // 继承父类
    // 重写父类方法 eat
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("狗狗吃狗粮");
    }
}

class Cat extends Pet { // 继承父类
    // 重写父类方法 eat
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫猫吃猫粮");
    }
}

小猫类、小狗类这些子类都重写了宠物类中的 ​​eat​​ 方法，我们知道每种宠物都有吃的行为，宠物表示了一个抽象的概念。那么宠物类的实例化和方法调用就没有了实际意义：

Pet pet = new Pet();
pet.eat();

我们知道了抽象类不能被实例化，此时可以将父类设定为抽象类，使用 ​​abstract​​​ 关键字来声明抽象类，​​abstract​​​ 关键字必须放在 ​​class​​ 关键字前面 ：

// 声明抽象类
abstract class Pet {
    ...
}

如果你尝试实例化抽象类 ​​Pet​​，编译器将会报错：

Pet.java:4: 错误: Pet是抽象的; 无法实例化
        new Pet();
        ^
1 个错误

使用抽象类，我们既可以通过父类和子类的继承关系，来限制子类的设计随意性，也可以避免父类的无意义实例化。

3. 抽象方法

如果你想设计这样一个类，该类包含一个特别的成员方法，该方法的具体实现由它的子类确定，那么你可以在父类中声明该方法为抽象方法。

Abstract 关键字同样可以用来声明抽象方法，抽象方法只包含一个方法名，而没有方法体。

抽象方法没有定义，方法名后面直接跟一个分号，而不是花括号。

上面我们将 ​​Pet​​​ 父类改为了抽象类，其中包含了 ​​eat​​​ 方法的具体实现，而实际上这个方法是不需要具体实现的，每种宠物都有各自的具体实现。此时，就可以将 ​​eat​​ 方法改为抽象方法：

abstract class Pet {
    abstract void eat();
}

我们可以看到抽象方法使用 ​​abstract​​​ 关键字声明，它没有方法体，而直接使用 ​​;​​ 结尾。

子类必须实现父类中的抽象方法，假如 ​​Dog​​​ 类继承了抽象类 ​​Pet​​​，但没有实现其抽象方法 ​​eat​​：

class Dog extends Pet {
}

编译执行代码，将会报错：

Dog.java:1: 错误: Dog不是抽象的, 并且未覆盖Pet中的抽象方法eat()
public class Dog extends Pet {
       ^
1 个错误

上述报错中可知，如果我们不想在 ​​Dog​​​ 中重写抽象方法 ​​eat()​​​，那么可以将 ​​Dog​​ 也改为抽象类：

abstract class Dog extends Pet {
}

抽象方法不能是 ​​final​​​、​​static​​​ 和 ​​native​​​ 的；并且抽象方法不能是私有的，即不能用 ​​private​​​ 修饰。因为抽象方法一定要被子类重写，私有方法、最终方法以及静态方法都不可以被重写，因此抽象方法不能使用 ​​private​​​、​​final​​​ 以及 ​​static​​​ 关键字修饰。而 ​​native​​​ 是本地方法，它与抽象方法不同的是，它把具体的实现移交给了本地系统的函数库，没有把实现交给子类，因此和 ​​abstract​​ 方法本身就是冲突的。

4. 小结

可以使用 ​​abstract​​ 关键字声明抽象类或抽象方法。

抽象类不能被实例化，抽象类中的方法必须被非抽象子类实现，它必须被继承才能被使用。

抽象类中不一定包含抽象方法，但抽象方法一定在抽象类中。