Java中抽像類的具體例子

你好！讓我們談談Java中的抽像類。

為什麼類被稱為“抽象”？

您可能還記得抽像是什麼——我們之前討論過 :) 如果您忘記了，不用擔心。請記住， OOP 原則說，在設計類和創建對象時，您應該只表示實體的主要屬性並丟棄次要屬性。例如，如果我們正在設計一個SchoolTeacher班級，身高可能不是教師的必要屬性。事實上，這個特徵對於老師來說並不重要。但是如果我們要創建一個BasketballPlayer類，那麼高度將是最重要的特徵之一。好吧，一個抽像類是一組未來類的最抽象、“粗糙的工件”。工件不能直接使用——太“粗糙”了。但它定義了未來類（抽像類的後代）將具有的某些特徵狀態和行為。

Java中抽像類的例子

考慮一個簡單的汽車示例：

public abstract class Car {

   private String model;
   private String color;
   private int maxSpeed;
  
   public abstract void gas();

   public abstract void brake();

   public String getModel() {
       return model;
   }

   public void setModel(String model) {
       this.model = model;
   }

   public String getColor() {
       return color;
   }

   public void setColor(String color) {
       this.color = color;
   }

   public int getMaxSpeed() {
       return maxSpeed;
   }

   public void setMaxSpeed(int maxSpeed) {
       this.maxSpeed = maxSpeed;
   }
}

這就是最簡單的抽像類的樣子。如您所見，沒什麼特別的:) 為什麼我們需要這個？首先，它提供了我們所需實體的最抽象描述——汽車。abstract關鍵字在這裡意味著什麼。在現實世界中，沒有“只是一輛車”這樣的東西。有卡車、賽車、轎車、轎跑車和 SUV。我們的抽像類只是一個“藍圖”，我們稍後將使用它來創建特定的汽車類。

public class Sedan extends Car {
  
   @Override
   public void gas() {
       System.out.println("The sedan is accelerating!");
   }

   @Override
   public void brake() {
       System.out.println("The sedan is slowing down!");
   }
  
}

在許多方面，這與我們在繼承課程中談到的內容相似。只有在那種情況下，我們才有一個Car方法不是抽象的類。但是這樣的解決方案有幾個缺點，這些缺點在抽像類中是固定的。首先，不能創建抽像類的實例：

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       Car car = new Car(); // Error! The Car class is abstract!
   }
}

Java 的創建者是故意製作這個“功能”的。再次記住：抽像類只是未來“常規”類的藍圖。你不需要藍圖的副本，對吧？同樣，沒有必要創建抽像類的實例 :) 如果類Car不是抽象的，那麼我們可以輕鬆地創建它的實例：

public class Car {

   private String model;
   private String color;
   private int maxSpeed;
  
   public void go() {
       // ...some logic
   }

   public  void brake() {
       // ...some logic
   }
}


public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       Car car = new Car(); // This is okay. The car is created.
   }
}

目前，我們的程序中有某種無法理解的汽車。它不是卡車，不是賽車，也不是轎車，但並不清楚它是什麼。是現實中不存在的“只是一輛車”。同樣的例子也可以用在動物身上。想像一下，如果您的程序有Animal對象（“只是動物”）。目前尚不清楚它是什麼種類，屬於哪個家族，或者俱有什麼特徵。在節目中看到一個會很奇怪。自然界中沒有“只是動物”。只有狗、貓、狐狸、鼴鼠等。抽像類將我們從“只是對象”中拯救出來。它們為我們提供了基準狀態和行為。例如，所有汽車都必須有型號、顏色和最高時速，而且他們還必須能夠使用油門和剎車。就是這樣。這是一個通用的抽象藍圖，您稍後將使用它來設計您需要的類。注意：抽像類中的兩個方法也是抽象的，也就是說它們根本沒有實現。原因是一樣的：抽像類不會為“只是汽車”創建“默認行為”。它們只是表明每輛車必須能夠做什麼。也就是說，如果您確實需要默認行為，則可以在抽像類中實現方法。Java 不禁止這樣做：

public abstract class Car {

   private String model;
   private String color;
   private int maxSpeed;

   public void gas() {
       System.out.println("Accelerating!");
   }

   public abstract void brake();
  
   // Getters and setters
}


public class Sedan extends Car {

   @Override
   public void brake() {
       System.out.println("The sedan is slowing down!");
   }

}

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       Sedan sedan = new Sedan();
       sedan.gas();
   }
}

控制台輸出

Accelerating!

如您所見，我們在抽像類中實現了一個方法，但沒有實現另一個。這樣一來，我們Sedan類的行為就分為兩部分：如果我們調用它的gas()方法，行為是從抽象父類“拉上來”的Car，我們brake()在Sedan類中實現方法。這是超級方便和靈活的。但是我們的類現在不那麼抽象了，是嗎？畢竟，它實際上實現了一半的方法。事實是——這是一個非常重要的特徵——即使一個類的方法是抽象的，它也是抽象的. 兩種方法中的一種，或千種方法中的一種——都沒關係。我們甚至可以實現所有方法，不留下任何抽象。結果將是一個沒有任何抽象方法的抽像類。原則上這是可能的——編譯器不會產生任何錯誤——但最好不要這樣做，因為它剝奪了抽像這個詞的意義。你的程序員夥伴看到這個也會很驚訝：/也就是說，如果一個方法被標記為抽象的，每個後代類都必須實現它或被聲明為抽象的。否則編譯器會報錯. 當然，每個類只能繼承一個抽像類，所以抽像類和普通類在繼承上沒有區別。我們繼承抽像類還是普通類並不重要——父類只能有一個。

為什麼Java沒有多類繼承

我們已經說過 Java 中沒有多重繼承，但我們並沒有真正深究為什麼。讓我們現在嘗試這樣做。事實上，如果 Java 確實具有多重繼承，那麼子類將無法決定選擇哪種行為。假設我們有兩個類：Toaster和NuclearBomb：

public class Toaster {
  
  
 public void on() {

       System.out.println("The toaster is on. We're toasting!");
   }
  
   public void off() {

       System.out.println("The toaster is off!");
   }
}


public class NuclearBomb {

   public void on() {

       System.out.println("Boom!");
   }
}

如您所見，兩個類都有一個on()方法。對於烤麵包機，該方法開始烤麵包，但對於核彈，它會引發爆炸。呃哦：/現在想像一下你已經決定（不要問我為什麼！）在兩者之間創造一些東西。這是你的課MysteriousDevice：當然，這段代碼是行不通的。我們僅將其作為“可能發生的情況”的示例進行介紹：

public class MysteriousDevice extends Toster, NuclearBomb {

   public static void main(String[] args) {
      
       MysteriousDevice mysteriousDevice = new MysteriousDevice();
       mysteriousDevice.on(); // And what should happen here? Will we get toast or a nuclear apocalypse?
   }
}

讓我們看看我們有什麼。這個神秘裝置同時源自烤麵包機和核彈。兩者都有一個on()方法。on()因此，如果我們調用一個對象，則不清楚應該執行哪個實現MysteriousDevice。對像不會理解。最重要的是，NuclearBomb 沒有off()方法，所以如果我們沒有猜對，就不可能關閉設備。這種“誤解”，在不清楚應該執行哪個行為時，正是 Java 的創造者拒絕多重繼承的原因。也就是說，您將了解到 Java 類可以實現許多接口。