Java抽象（abstract）類詳解

Java 語言提供了兩種類，分別為具體類和抽象類。前面學習接觸的類都是具體類。這一節介紹一下抽象類。

在物件導向的概念中，所有的物件都是通過類來描繪的，但是反過來，並不是所有的類都是用來描繪物件的，如果一個類中沒有包含足夠的資訊來描繪一個具體的物件，那麼這樣的類稱為抽象類。

在 Java 中抽象類的語法格式如下：

<abstract>class<class_name> {
    <abstract><type><method_name>(parameter-iist);
}

其中，abstract 表示該類或該方法是抽象的；class_name 表示抽象類的名稱；method_name 表示抽象方法名稱，parameter-list 表示方法參數列。

如果一個方法使用 abstract 來修飾，則說明該方法是抽象方法，抽象方法只有宣告沒有實現。需要注意的是 abstract 關鍵字只能用於普通方法，不能用於 static 方法或者構造方法中。

抽象方法的 3 個特徵如下：

抽象方法沒有方法體
抽象方法必須存在於抽象類中
子類重寫父類別時，必須重寫父類別所有的抽象方法

注意：在使用 abstract 關鍵字修飾抽象方法時不能使用 private 修飾，因為抽象方法必須被子類重寫，而如果使用了 private 宣告，則子類是無法重寫的。

抽象類的定義和使用規則如下：

抽象類和抽象方法都要使用 abstract 關鍵字宣告。
如果一個方法被宣告為抽象的，那麼這個類也必須宣告為抽象的。而一個抽象類中，可以有 0~n 個抽象方法，以及 0~n 個具體方法。
抽象類不能範例化，也就是不能使用 new 關鍵字建立物件。

例 1

不同幾何圖形的面積計算公式是不同的，但是它們具有的特性是相同的，都具有長和寬這兩個屬性，也都具有面積計算的方法。那麼可以定義一個抽象類，在該抽象類中含有兩個屬性（width 和 height）和一個抽象方法 area( )，具體步驟如下。

1）首先建立一個表示圖形的抽象類 Shape，程式碼如下所示。

public abstract class Shape {
    public int width; // 幾何圖形的長
    public int height; // 幾何圖形的寬

    public Shape(int width, int height) {
        this.width = width;
        this.height = height;
    }

    public abstract double area(); // 定義抽象方法，計算面積
}

2）定義一個正方形類，該類繼承自形狀類 Shape，並重寫了 area( ) 抽象方法。正方形類的程式碼如下：

public class Square extends Shape {
    public Square(int width, int height) {
        super(width, height);
    }

    // 重寫父類別中的抽象方法，實現計算正方形面積的功能
    @Override
    public double area() {
        return width * height;
    }
}

3）定義一個三角形類，該類與正方形類一樣，需要繼承形狀類 Shape，並重寫父類別中的抽象方法 area()。三角形類的程式碼實現如下：

public class Triangle extends Shape {
    public Triangle(int width, int height) {
        super(width, height);
    }

    // 重寫父類別中的抽象方法，實現計算三角形面積的功能
    @Override
    public double area() {
        return 0.5 * width * height;
    }
}

4）最後建立一個測試類，分別建立正方形類和三角形類的物件，並呼叫各類中的 area() 方法，列印出不同形狀的幾何圖形的面積。測試類的程式碼如下：

public class ShapeTest {
    public static void main(String[] args) {
        Square square = new Square(5, 4); // 建立正方形類物件
        System.out.println("正方形的面積為：" + square.area());
        Triangle triangle = new Triangle(2, 5); // 建立三角形類物件
        System.out.println("三角形的面積為：" + triangle.area());
    }
}

在該程式中，建立了 4 個類，分別為圖形類 Shape、正方形類 Square、三角形類 Triangle 和測試類 ShapeTest。其中圖形類 Shape 是一個抽象類，建立了兩個屬性，分別為圖形的長度和寬度，並通過構造方法 Shape( ) 給這兩個屬性賦值。

在 Shape 類的最後定義了一個抽象方法 area( )，用來計算圖形的面積。在這裡，Shape 類只是定義了計算圖形面積的方法，而對於如何計算並沒有任何限制。也可以這樣理解，抽象類 Shape 僅定義了子類的一般形式。

正方形類 Square 繼承抽象類 Shape，並實現了抽象方法 area( )。三角形類 Triangle 的實現和正方形類相同，這裡不再介紹。

在測試類 ShapeTest 的 main( ) 方法中，首先建立了正方形類和三角形類的範例化物件 square 和 triangle，然後分別呼叫 area( ) 方法實現了面積的計算功能。

5）執行該程式，輸出的結果如下：

正方形的面積為：20.0
三角形的面積為：5.0