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抽象類和方法

2019-11-18 12:07:50
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供稿：網友

　　在我們所有樂器（Instrument）例子中，基礎類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的意圖是為從它衍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衍生類里“通用”的一些東西。為闡述這個觀念，另一個方法是把Instrument稱為“抽象基礎類”（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。對所有與基礎類聲明的簽名相符的衍生類方法，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，假如方法名與基礎類相同，但自變量或參數不同，就會出現過載現象，那或許并非我們所愿意的）。
　　
　　假如有一個象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施細節。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”。假如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。
　　
　　假如從一個抽象類繼續，而且想生成新類型的一個對象，就必須為基礎類中的所有抽象方法提供方法定義。假如不這樣做（完全可以選擇不做），則衍生類也會是抽象的，而且編譯器會強迫我們用abstract要害字標志那個類的“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”。假如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：
　　
抽象類和方法

　　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.　　　}
　　　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，除基礎類以外，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。

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