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JavaSE 面向对象进阶之抽象类

一、抽象类的核心概念

抽象类是一种不能被实例化的类，它为子类提供统一的抽象接口，强制子类实现特定方法。主要作用是：

• 定义模板：封装子类的公共逻辑，同时预留扩展点。
• 实现多态：通过抽象类引用指向子类对象，实现运行时动态绑定。

二、抽象类的语法与特性

• 声明抽象类：使用 abstract 关键字修饰类。
• 声明抽象方法：使用 abstract 关键字修饰方法，且无方法体。
• 示例：

// 抽象类：Animal
public abstract class Animal {protected String name;// 构造方法public Animal(String name) {this.name = name;}// 普通方法public void eat() {System.out.println(name + "正在吃东西");}// 抽象方法：必须由子类实现public abstract void makeSound();
}// 子类：Dog
public class Dog extends Animal {public Dog(String name) {super(name);}@Overridepublic void makeSound() {System.out.println(name + "汪汪叫");}
}

三、抽象类的特性与规则

1. 不可实例化：

   Animal animal = new Animal(); // 错误：无法实例化抽象类
   

2. 子类必须实现抽象方法：

   • 若子类未实现父类的所有抽象方法，则子类也必须声明为抽象类。

3. 抽象类的成员：

   • 可以包含 抽象方法、普通方法、构造方法、静态方法 等。
   • 构造方法不能用于实例化，主要用于初始化父类属性（被子类调用）。

4. 与普通类的区别：

   特性	抽象类	普通类
   是否可实例化	❌	✅
   是否可包含抽象方法	✅	❌
   是否必须被继承	推荐（否则无意义）	可选

四、抽象类的应用场景

1. 模板方法模式：

   • 定义算法骨架，将具体步骤延迟到子类实现。

   public abstract class Game {// 模板方法public final void play() {initialize();start();end();}protected abstract void initialize();protected abstract void start();protected abstract void end();
   }
   

2. 多态的实现：

   • 通过抽象类引用指向子类对象，实现运行时动态绑定。

   Animal animal = new Dog("旺财");
   animal.makeSound(); // 输出：旺财汪汪叫
   

3. 框架设计：

   • 如Java Web中的HttpServlet，通过抽象方法doGet()、doPost()让子类实现具体逻辑。

五、注意事项

1. 抽象类不能用 final 修饰：

   • final 类不可被继承，而抽象类必须被继承才有意义。

2. 抽象方法不能是 private、static 或 final：

   • private 方法子类无法访问，static 方法属于类，final 方法不可被重写。

3. 抽象类中可以有静态方法：

   public abstract class Tool {public static void printInfo() {System.out.println("工具类信息");}
   }
   

六、面试常见问题

1. 抽象类和接口的区别？

   • 抽象类：可以包含实现代码，支持构造方法，单继承。
   • 接口：全抽象方法（Java 8+ 支持默认方法），多实现，主要定义行为规范。

2. 抽象类中是否可以没有抽象方法？

   • 可以，但此时抽象类的意义在于阻止实例化，强制使用子类。

3. 为什么抽象类不能被实例化？

   • 抽象类包含未实现的抽象方法，实例化后调用抽象方法会导致逻辑错误。

七、最佳实践

• 合理设计抽象层次：将公共逻辑提升到抽象类，将变化的部分抽象为方法。
• 避免过度抽象：仅在必要时使用抽象类，避免设计过于复杂的继承体系。
• 结合接口使用：抽象类定义本质属性，接口扩展额外行为（如Comparable接口）。

通过抽象类，Java实现了对代码结构的高层次抽象，为多态、设计模式和框架搭建提供了基础。