Abstract Class抽象类

抽象类（Abstract Class）在面向对象编程中是一种特殊的类，它不能被实例化，即不能创建该类的对象。抽象类主要用于定义一组接口（即方法），这些方法的具体实现由子类来完成。抽象类通常用于表示一种抽象的概念，或者用于定义一组具有共同特征的方法，但具体实现可能因子类而异。

定义抽象类

在Java中，使用abstract关键字来定义一个抽象类。抽象类中可以包含抽象方法（使用abstract关键字声明的方法，没有方法体）和非抽象方法（即普通方法，有方法体）。如果一个类包含至少一个抽象方法，那么这个类也必须是抽象的，除非它是接口。

abstract class Animal {  // 抽象方法  abstract void eat();  // 非抽象方法  void sleep() {  System.out.println("Animal sleeps.");  }  
}

使用抽象类

1.继承抽象类

要使用抽象类，必须创建一个或多个子类来继承它，并实现其所有抽象方法。如果子类没有实现所有的抽象方法，那么子类也必须被声明为抽象类。

class Dog extends Animal {  // 实现从Animal类继承的抽象方法  @Override  void eat() {  System.out.println("Dog eats meat.");  }  
}  class Fish extends Animal {  // 实现从Animal类继承的抽象方法  @Override  void eat() {  System.out.println("Fish eats fish food.");  }  
}

2.通过子类实例调用方法

一旦子类实现了抽象类的所有抽象方法，就可以创建子类的实例，并通过这些实例来调用方法（包括从抽象类继承的非抽象方法和子类自己实现的方法）。

使用场景举例

形状（Shape）抽象类

假设我们需要设计一个图形库，其中包含多种形状，如圆形（Circle）、矩形（Rectangle）等。这些形状都有一些共同的行为，比如绘制（draw）和计算面积（calculateArea）。我们可以定义一个名为Shape的抽象类，其中包含draw和calculateArea两个抽象方法，然后让每种具体的形状类继承这个抽象类并实现这两个方法。

abstract class Shape {  // 抽象方法  abstract void draw();  abstract double calculateArea();  
}  class Circle extends Shape {  @Override  void draw() {  System.out.println("Drawing Circle");  }  @Override  double calculateArea() {  // 假设半径为5  return Math.PI * 5 * 5;  }  
}  class Rectangle extends Shape {  @Override  void draw() {  System.out.println("Drawing Rectangle");  }  @Override  double calculateArea() {  // 假设长和宽分别为10和5  return 10 * 5;  }  
}

动物（Animal）抽象类

另一个常见的使用场景是定义一个动物（Animal）抽象类，其中包含一些所有动物共有的行为，如吃（eat）和移动（move）。然后，我们可以创建不同的动物类（如猫Cat、狗Dog等）来继承这个抽象类，并实现这些行为的具体细节。

abstract class Animal {  // 抽象方法  abstract void eat();  void move() {  System.out.println("Animals can move");  }  
}  class Dog extends Animal {  @Override  void eat() {  System.out.println("Dog eats meat");  }  
}  class Cat extends Animal {  @Override  void eat() {  System.out.println("Cat eats fish");  }  
}

在这个例子中，move方法被定义为一个非抽象方法，并在Animal类中给出了具体的实现。这意味着所有继承自Animal类的子类都将自动获得move方法的行为，而无需在每个子类中重新实现它。这展示了抽象类如何促进代码的复用和一致性。

抽象类的特点

• 抽象类不能被实例化。
• 抽象类中可以包含抽象方法和非抽象方法。
• 如果一个类包含抽象方法，那么这个类也必须是抽象的，除非它是接口。
• 子类必须实现父类（抽象类）中的所有抽象方法，除非子类也是抽象的。
• 抽象类通常用于定义一组接口，这些接口由子类来实现。

总结

抽象类在面向对象编程中扮演着重要的角色，它们提供了一种定义模板或接口的方式，让子类可以根据需要进行具体实现。