抽象类

1. 背景

某些情况下，某个父类只是知道其子类应该包含怎样的方法，但无法准确地知道这些子类如何实现这些方法。例如：

• 如定义了一个Shape类，这个类应该提供一个计算周长的方法calPerimeter()，但不同Shape子类对周长的计算方法是不一样的，即Shape类无法准确地知道其子类计算周长的方法。
• 既然如此，那是不是可以直接让Shape类不管它，即不提供calPerimeter()方法呢？这不是一个好思路：假设有一个Shape引用变量，该变量实际上引用到Shape子类的实例，那么这个Shape变量就无法调用calPerimeter()，必须将其强制类型转换为其子类类型，即使用多态，才可调用calPeriemter()方法，这降低了程序的灵活性。
• 如何既让Shape类里包含calPerimeter()方法，又无须提供其方法实现呢？使用抽象方法即可满足该要求：抽象方法是只有方法签名、没有方法实现的方法。

2. 抽象类与抽象方法

抽象类和抽象方法：

• 抽象类/方法必须使用abstract修饰，且抽象方法不能有方法体；
• 有抽象方法的类只能被定义成抽象类，但抽象类却可以没有抽象方法；
• 抽象类不能被实例化：无法使用new调用抽象类的构造器来创建抽象类的实例；
• 抽象类中定义的构造器不能用于创建实例，主要是用于被其子类调用；

定义抽象方法只需在普通方法上增加abstract修饰符，并把普通方法的方法体全部去掉，然后增加一个分号;即可。如下：

• 抽象方法：

  public abstract void test();

• 普通方法：

  public void test() {}

abstract不能用于修饰构造器，也不能修饰成员变量、局部变量，即不存在这些概念的抽象版。

抽象类和抽象方法可以更好地发挥多态的优势，使得程序更加灵活。

3. 和abstract冲突的关键字

关键字	冲突原因
final	当使用abstract修饰类/方法时，表明这个类/方法只能被继承/重写，而final的作用恰好相反，因此，final和abstract永远不能同时使用
private	同 final
static	static修饰的方法表明这个方法属于该类本身，即通过类即可调用该方法，因而若一个static方法被定义成abstract时，将导致通过该类来调用该方法时出现错误（调用了一个没有方法体的方法），因此static和abstract不能同时修饰某个方法，即没有所谓的“类抽象方法”

不过static和abstract不是绝对互斥的，它们可以同时修饰内部类。

4. 抽象类体现的模板模式的思想

抽象类体现的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，但子类总体上会大致保留抽象类的行为方式。

• 抽象类：

  public abstract class SpeedMeter {
      // 转速
      private double turnRate;
      public SpeedMeter() {
      }
      // 计算周长
      public abstract double calGirth();
      public void setTurnRate(double turnRate) {
          this.turnRate = turnRate;
      }
      // 定义计算速度的通用算法：速度=周长*转速
      public double getSpeed() {
          return calGirth() * turnRate;
      }
  }

• 子类：

  public class CarSpeedMeter extends SpeedMeter {
      private double radius;
      public CarSpeedMeter(double radius) {
          this.radius = radius;
      }
      public double calGirth() {
          return radius * 2 * Math.PI;
      }
      public static void main(String[] args) {
          CarSpeedMeter csm = new CarSpeedMeter(0.34);
          csm.setTurnRate(15);
          System.out.println(csm.getSpeed());
      }
  }