# 7.4 抽象類和方法
在我們所有樂器(`Instrument`)例子中,基類`Instrument`內的方法都肯定是“偽”方法。若去調用這些方法,就會出現錯誤。那是由于`Instrument`的意圖是為從它派生出去的所有類都創建一個通用接口。
之所以要建立這個通用接口,唯一的原因就是它能為不同的子類型作出不同的表示。它為我們建立了一種基本形式,使我們能定義在所有派生類里“通用”的一些東西。為闡述這個觀念,另一個方法是把`Instrument`稱為“抽象基類”(簡稱“抽象類”)。若想通過該通用接口處理一系列類,就需要創建一個抽象類。對所有與基類聲明的簽名相符的派生類方法,都可以通過動態綁定機制進行調用(然而,正如上一節指出的那樣,如果方法名與基類相同,但參數不同,就會出現重載現象,那或許并非我們所愿意的)。
如果有一個象`Instrument`那樣的抽象類,那個類的對象幾乎肯定沒有什么意義。換言之,`Instrument`的作用僅僅是表達接口,而不是表達一些具體的實現細節。所以創建一個`Instrument`對象是沒有意義的,而且我們通常都應禁止用戶那樣做。為達到這個目的,可令`Instrument`內的所有方法都顯示出錯消息。但這樣做會延遲信息到運行期,并要求在用戶那一面進行徹底、可靠的測試。無論如何,最好的方法都是在編譯期間捕捉到問題。
針對這個問題,Java專門提供了一種機制,名為“抽象方法”。它屬于一種不完整的方法,只含有一個聲明,沒有方法主體。下面是抽象方法聲明時采用的語法:
```
abstract void X();
```
包含了抽象方法的一個類叫作“抽象類”。如果一個類里包含了一個或多個抽象方法,類就必須指定成`abstract`(抽象)。否則,編譯器會向我們報告一條出錯消息。
若一個抽象類是不完整的,那么一旦有人試圖生成那個類的一個對象,編譯器又會采取什么行動呢?由于不能安全地為一個抽象類創建屬于它的對象,所以會從編譯器那里獲得一條出錯提示。通過這種方法,編譯器可保證抽象類的“純潔性”,我們不必擔心會誤用它。
如果從一個抽象類繼承,而且想生成新類型的一個對象,就必須為基類中的所有抽象方法提供方法定義。如果不這樣做(完全可以選擇不做),則派生類也會是抽象的,而且編譯器會強迫我們用`abstract`關鍵字標志那個類的“抽象”本質。
即使不包括任何`abstract`方法,亦可將一個類聲明成“抽象類”。如果一個類沒必要擁有任何抽象方法,而且我們想禁止那個類的所有實例,這種能力就會顯得非常有用。
`Instrument`類可很輕松地轉換成一個抽象類。只有其中一部分方法會變成抽象方法,因為使一個類抽象以后,并不會強迫我們將它的所有方法都同時變成抽象。下面是它看起來的樣子:

下面是我們修改過的“管弦”樂器例子,其中采用了抽象類以及方法:
```
//: Music4.java
// Abstract classes and methods
import java.util.*;
abstract class Instrument4 {
int i; // storage allocated for each
public abstract void play();
public String what() {
return "Instrument4";
}
public abstract void adjust();
}
class Wind4 extends Instrument4 {
public void play() {
System.out.println("Wind4.play()");
}
public String what() { return "Wind4"; }
public void adjust() {}
}
class Percussion4 extends Instrument4 {
public void play() {
System.out.println("Percussion4.play()");
}
public String what() { return "Percussion4"; }
public void adjust() {}
}
class Stringed4 extends Instrument4 {
public void play() {
System.out.println("Stringed4.play()");
}
public String what() { return "Stringed4"; }
public void adjust() {}
}
class Brass4 extends Wind4 {
public void play() {
System.out.println("Brass4.play()");
}
public void adjust() {
System.out.println("Brass4.adjust()");
}
}
class Woodwind4 extends Wind4 {
public void play() {
System.out.println("Woodwind4.play()");
}
public String what() { return "Woodwind4"; }
}
public class Music4 {
// Doesn't care about type, so new types
// added to the system still work right:
static void tune(Instrument4 i) {
// ...
i.play();
}
static void tuneAll(Instrument4[] e) {
for(int i = 0; i < e.length; i++)
tune(e[i]);
}
public static void main(String[] args) {
Instrument4[] orchestra = new Instrument4[5];
int i = 0;
// Upcasting during addition to the array:
orchestra[i++] = new Wind4();
orchestra[i++] = new Percussion4();
orchestra[i++] = new Stringed4();
orchestra[i++] = new Brass4();
orchestra[i++] = new Woodwind4();
tuneAll(orchestra);
}
} ///:~
```
可以看出,除基類以外,實際并沒有進行什么改變。
創建抽象類和方法有時對我們非常有用,因為它們使一個類的抽象變成明顯的事實,可明確告訴用戶和編譯器自己打算如何用它。
- Java 編程思想
- 寫在前面的話
- 引言
- 第1章 對象入門
- 1.1 抽象的進步
- 1.2 對象的接口
- 1.3 實現方案的隱藏
- 1.4 方案的重復使用
- 1.5 繼承:重新使用接口
- 1.6 多態對象的互換使用
- 1.7 對象的創建和存在時間
- 1.8 異常控制:解決錯誤
- 1.9 多線程
- 1.10 永久性
- 1.11 Java和因特網
- 1.12 分析和設計
- 1.13 Java還是C++
- 第2章 一切都是對象
- 2.1 用引用操縱對象
- 2.2 所有對象都必須創建
- 2.3 絕對不要清除對象
- 2.4 新建數據類型:類
- 2.5 方法、參數和返回值
- 2.6 構建Java程序
- 2.7 我們的第一個Java程序
- 2.8 注釋和嵌入文檔
- 2.9 編碼樣式
- 2.10 總結
- 2.11 練習
- 第3章 控制程序流程
- 3.1 使用Java運算符
- 3.2 執行控制
- 3.3 總結
- 3.4 練習
- 第4章 初始化和清除
- 4.1 用構造器自動初始化
- 4.2 方法重載
- 4.3 清除:收尾和垃圾收集
- 4.4 成員初始化
- 4.5 數組初始化
- 4.6 總結
- 4.7 練習
- 第5章 隱藏實現過程
- 5.1 包:庫單元
- 5.2 Java訪問指示符
- 5.3 接口與實現
- 5.4 類訪問
- 5.5 總結
- 5.6 練習
- 第6章 類復用
- 6.1 組合的語法
- 6.2 繼承的語法
- 6.3 組合與繼承的結合
- 6.4 到底選擇組合還是繼承
- 6.5 protected
- 6.6 累積開發
- 6.7 向上轉換
- 6.8 final關鍵字
- 6.9 初始化和類裝載
- 6.10 總結
- 6.11 練習
- 第7章 多態性
- 7.1 向上轉換
- 7.2 深入理解
- 7.3 覆蓋與重載
- 7.4 抽象類和方法
- 7.5 接口
- 7.6 內部類
- 7.7 構造器和多態性
- 7.8 通過繼承進行設計
- 7.9 總結
- 7.10 練習
- 第8章 對象的容納
- 8.1 數組
- 8.2 集合
- 8.3 枚舉器(迭代器)
- 8.4 集合的類型
- 8.5 排序
- 8.6 通用集合庫
- 8.7 新集合
- 8.8 總結
- 8.9 練習
- 第9章 異常差錯控制
- 9.1 基本異常
- 9.2 異常的捕獲
- 9.3 標準Java異常
- 9.4 創建自己的異常
- 9.5 異常的限制
- 9.6 用finally清除
- 9.7 構造器
- 9.8 異常匹配
- 9.9 總結
- 9.10 練習
- 第10章 Java IO系統
- 10.1 輸入和輸出
- 10.2 增添屬性和有用的接口
- 10.3 本身的缺陷:RandomAccessFile
- 10.4 File類
- 10.5 IO流的典型應用
- 10.6 StreamTokenizer
- 10.7 Java 1.1的IO流
- 10.8 壓縮
- 10.9 對象序列化
- 10.10 總結
- 10.11 練習
- 第11章 運行期類型識別
- 11.1 對RTTI的需要
- 11.2 RTTI語法
- 11.3 反射:運行期類信息
- 11.4 總結
- 11.5 練習
- 第12章 傳遞和返回對象
- 12.1 傳遞引用
- 12.2 制作本地副本
- 12.3 克隆的控制
- 12.4 只讀類
- 12.5 總結
- 12.6 練習
- 第13章 創建窗口和程序片
- 13.1 為何要用AWT?
- 13.2 基本程序片
- 13.3 制作按鈕
- 13.4 捕獲事件
- 13.5 文本字段
- 13.6 文本區域
- 13.7 標簽
- 13.8 復選框
- 13.9 單選鈕
- 13.10 下拉列表
- 13.11 列表框
- 13.12 布局的控制
- 13.13 action的替代品
- 13.14 程序片的局限
- 13.15 視窗化應用
- 13.16 新型AWT
- 13.17 Java 1.1用戶接口API
- 13.18 可視編程和Beans
- 13.19 Swing入門
- 13.20 總結
- 13.21 練習
- 第14章 多線程
- 14.1 反應靈敏的用戶界面
- 14.2 共享有限的資源
- 14.3 堵塞
- 14.4 優先級
- 14.5 回顧runnable
- 14.6 總結
- 14.7 練習
- 第15章 網絡編程
- 15.1 機器的標識
- 15.2 套接字
- 15.3 服務多個客戶
- 15.4 數據報
- 15.5 一個Web應用
- 15.6 Java與CGI的溝通
- 15.7 用JDBC連接數據庫
- 15.8 遠程方法
- 15.9 總結
- 15.10 練習
- 第16章 設計模式
- 16.1 模式的概念
- 16.2 觀察器模式
- 16.3 模擬垃圾回收站
- 16.4 改進設計
- 16.5 抽象的應用
- 16.6 多重分發
- 16.7 訪問器模式
- 16.8 RTTI真的有害嗎
- 16.9 總結
- 16.10 練習
- 第17章 項目
- 17.1 文字處理
- 17.2 方法查找工具
- 17.3 復雜性理論
- 17.4 總結
- 17.5 練習
- 附錄A 使用非JAVA代碼
- 附錄B 對比C++和Java
- 附錄C Java編程規則
- 附錄D 性能
- 附錄E 關于垃圾收集的一些話
- 附錄F 推薦讀物