Java抽象类,看这一篇就够了,豁然开朗
5.10 Java抽象类
“二哥,你这明显加快了更新的频率呀!”三妹对于我最近的肝劲由衷的佩服了起来。
“哈哈,是呀,我要给广大的学弟学妹们一个完整的 Java 学习体系,记住我们的口号,学 Java 就上二哥的 Java 进阶之路。”我对未来充满了信心。
“那就开始吧。”三妹说。
01、定义抽象类
定义抽象类的时候需要用到关键字 abstract
,放在 class
关键字前,就像下面这样。
abstract class AbstractPlayer {
}
关于抽象类的命名,《阿里的 Java 开发手册》上有强调,“抽象类命名要使用 Abstract 或 Base 开头”,这条规约还是值得遵守的,真正做到名如其意。
02、抽象类的特征
抽象类是不能实例化的,尝试通过 new
关键字实例化的话,编译器会报错,提示“类是抽象的,不能实例化”。
虽然抽象类不能实例化,但可以有子类。子类通过 extends
关键字来继承抽象类。就像下面这样。
public class BasketballPlayer extends AbstractPlayer {
}
如果一个类定义了一个或多个抽象方法,那么这个类必须是抽象类。
当我们尝试在一个普通类中定义抽象方法的时候,编译器会有两处错误提示。第一处在类级别上,提示“这个类必须通过 abstract
关键字定义”,见下图。
第二处在尝试定义 abstract 的方法上,提示“抽象方法所在的类不是抽象的”,见下图。
抽象类中既可以定义抽象方法,也可以定义普通方法,就像下面这样:
public abstract class AbstractPlayer {
abstract void play();
public void sleep() {
System.out.println("运动员也要休息而不是挑战极限");
}
}
抽象类派生的子类必须实现父类中定义的抽象方法。比如说,抽象类 AbstractPlayer 中定义了 play()
方法,子类 BasketballPlayer 中就必须实现。
public class BasketballPlayer extends AbstractPlayer {
@Override
void play() {
System.out.println("我是张伯伦,篮球场上得过 100 分");
}
}
如果没有实现的话,编译器会提示“子类必须实现抽象方法”,见下图。
03、抽象类的应用场景
“二哥,抽象方法我明白了,那什么时候使用抽象方法呢?能给我讲讲它的应用场景吗?”三妹及时的插话道。
“这问题问的恰到好处呀!”我扶了扶眼镜继续说。
01)第一种场景
当我们希望一些通用的功能被多个子类复用的时候,就可以使用抽象类。比如说,AbstractPlayer 抽象类中有一个普通的方法 sleep()
,表明所有运动员都需要休息,那么这个方法就可以被子类复用。
abstract class AbstractPlayer {
public void sleep() {
System.out.println("运动员也要休息而不是挑战极限");
}
}
子类 BasketballPlayer 继承了 AbstractPlayer 类:
class BasketballPlayer extends AbstractPlayer {
}
也就拥有了 sleep()
方法。BasketballPlayer 的对象可以直接调用父类的 sleep()
方法:
BasketballPlayer basketballPlayer = new BasketballPlayer();
basketballPlayer.sleep();
子类 FootballPlayer 继承了 AbstractPlayer 类:
class FootballPlayer extends AbstractPlayer {
}
也拥有了 sleep()
方法,FootballPlayer 的对象也可以直接调用父类的 sleep()
方法:
FootballPlayer footballPlayer = new FootballPlayer();
footballPlayer.sleep();
这样是不是就实现了代码的复用呢?
02)第二种场景
当我们需要在抽象类中定义好 API,然后在子类中扩展实现的时候就可以使用抽象类。比如说,AbstractPlayer 抽象类中定义了一个抽象方法 play()
,表明所有运动员都可以从事某项运动,但需要对应子类去扩展实现,表明篮球运动员打篮球,足球运动员踢足球。
abstract class AbstractPlayer {
abstract void play();
}
BasketballPlayer 继承了 AbstractPlayer 类,扩展实现了自己的 play()
方法。
public class BasketballPlayer extends AbstractPlayer {
@Override
void play() {
System.out.println("我是张伯伦,我篮球场上得过 100 分,");
}
}
FootballPlayer 继承了 AbstractPlayer 类,扩展实现了自己的 play()
方法。
public class FootballPlayer extends AbstractPlayer {
@Override
void play() {
System.out.println("我是C罗,我能接住任意高度的头球");
}
}
为了进一步展示抽象类的特性,我们再来看一个具体的示例。
PS:网站评论区说涉及到了文件的读写以及 Java 8 的新特性,不适合新人,如果觉得自己实在是看不懂,跳过,等学了 IO 流再来看也行。如果说是为了复习 Java 基础知识,就不存在这个问题了。
假设现在有一个文件,里面的内容非常简单,只有一个“Hello World”,现在需要有一个读取器将内容从文件中读取出来,最好能按照大写的方式,或者小写的方式来读。
这时候,最好定义一个抽象类 BaseFileReader:
/**
* 抽象类,定义了一个读取文件的基础框架,其中 mapFileLine 是一个抽象方法,具体实现需要由子类来完成
*/
abstract class BaseFileReader {
protected Path filePath; // 定义一个 protected 的 Path 对象,表示读取的文件路径
/**
* 构造方法,传入读取的文件路径
* @param filePath 读取的文件路径
*/
protected BaseFileReader(Path filePath) {
this.filePath = filePath;
}
/**
* 读取文件的方法,返回一个字符串列表
* @return 字符串列表,表示文件的内容
* @throws IOException 如果文件读取出错,抛出该异常
*/
public List<String> readFile() throws IOException {
return Files.lines(filePath) // 使用 Files 类的 lines 方法,读取文件的每一行
.map(this::mapFileLine) // 对每一行应用 mapFileLine 方法,将其转化为指定的格式
.collect(Collectors.toList()); // 将处理后的每一行收集到一个字符串列表中,返回
}
/**
* 抽象方法,子类需要实现该方法,将文件中的每一行转化为指定的格式
* @param line 文件中的每一行
* @return 转化后的字符串
*/
protected abstract String mapFileLine(String line);
}
filePath 为文件路径,使用 protected 修饰,表明该成员变量可以在需要时被子类访问到。
readFile()
方法用来读取文件,方法体里面调用了抽象方法mapFileLine()
——需要子类来扩展实现大小写的不同读取方式。
在我看来,BaseFileReader 类设计的就非常合理,并且易于扩展,子类只需要专注于具体的大小写实现方式就可以了。
小写的方式:
class LowercaseFileReader extends BaseFileReader {
protected LowercaseFileReader(Path filePath) {
super(filePath);
}
@Override
protected String mapFileLine(String line) {
return line.toLowerCase();
}
}
大写的方式:
class UppercaseFileReader extends BaseFileReader {
protected UppercaseFileReader(Path filePath) {
super(filePath);
}
@Override
protected String mapFileLine(String line) {
return line.toUpperCase();
}
}
从文件里面一行一行读取内容的代码被子类复用了。与此同时,子类只需要专注于自己该做的工作,LowercaseFileReader 以小写的方式读取文件内容,UppercaseFileReader 以大写的方式读取文件内容。
来看一下测试类 FileReaderTest:
public class FileReaderTest {
public static void main(String[] args) throws URISyntaxException, IOException {
URL location = FileReaderTest.class.getClassLoader().getResource("helloworld.txt");
Path path = Paths.get(location.toURI());
BaseFileReader lowercaseFileReader = new LowercaseFileReader(path);
BaseFileReader uppercaseFileReader = new UppercaseFileReader(path);
System.out.println(lowercaseFileReader.readFile());
System.out.println(uppercaseFileReader.readFile());
}
}
在项目的 resource 目录下建一个文本文件,名字叫 helloworld.txt,里面的内容就是“Hello World”。文件的具体位置如下图所示,我用的集成开发环境是 Intellij IDEA。
在 resource 目录下的文件可以通过 ClassLoader.getResource()
的方式获取到 URI 路径,然后就可以取到文本内容了。
输出结果如下所示:
[hello world]
[HELLO WORLD]
04、抽象类总结
好了,对于抽象类我们简单总结一下:
- 1、抽象类不能被实例化。
- 2、抽象类应该至少有一个抽象方法,否则它没有任何意义。
- 3、抽象类中的抽象方法没有方法体。
- 4、抽象类的子类必须给出父类中的抽象方法的具体实现,除非该子类也是抽象类。
“完了吗?二哥”三妹似乎还沉浸在聆听教诲的快乐中。
“是滴,这次我们系统化的学习了抽象类,可以说面面俱到了。三妹你可以把代码敲一遍,加强了一些印象,电脑交给你了。”说完,我就跑到阳台去抽烟了。
“呼。。。。。”一个大大的眼圈飘散开来,又是愉快的一天~
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