抽象类知识点

1. 什么是抽象类？

抽象类是无法实例化的类，通常用于定义其他类的模板或基类。抽象类可以包含抽象方法（没有方法体的方法）和具体方法（有方法体的方法）。通过继承抽象类，子类必须实现抽象类中的抽象方法，从而强制子类提供具体的实现。

2. 抽象类的定义

抽象类使用 abstract 关键字进行定义。以下是抽象类的基本结构：

public abstract class Animal {
    // 抽象方法，没有方法体
    public abstract void sound();

    // 具体方法，有方法体
    public void sleep() {
        System.out.println("The animal is sleeping.");
    }
}

抽象方法：必须由子类提供实现。它只有方法声明，没有方法体。
具体方法：抽象类可以包含已经实现的方法，这些方法可以直接被子类继承。

3. 抽象类的特点

不能实例化：抽象类不能创建对象实例，必须通过继承该抽象类来实现其抽象方法，并实例化子类。
可以有构造方法：尽管无法实例化抽象类，但可以定义构造方法，子类在创建实例时可以调用它。
可以包含成员变量：抽象类可以有成员变量和常量，这与普通类相同。
可以包含静态方法：抽象类可以包含静态方法，但这些静态方法不能是抽象的。
可以部分实现：抽象类可以只实现部分方法，而将其他方法定义为抽象的，由子类负责实现。
抽象类可以有 final 方法：尽管抽象类用于被继承，部分方法可以通过 final 关键字修饰以防止子类重写。

4. 抽象类与接口的对比

继承关系：一个类只能继承一个抽象类（单继承），但可以实现多个接口。
默认实现：抽象类可以包含具体方法，而接口直到 Java 8 才允许包含 default 方法。
访问修饰符：抽象类的方法可以有不同的访问控制（如 public, protected），而接口中的方法默认是 public。
使用场景：
- 抽象类适合用于描述一种“是什么”（如“动物是什么”），它通常用作具体类的模板。
- 接口用于描述“能做什么”（如“飞行”、“游泳”），它通常表示能力或行为。

5. 示例：抽象类与继承

// 抽象类
abstract class Animal {
    // 抽象方法
    public abstract void sound();
    
    // 具体方法
    public void eat() {
        System.out.println("This animal is eating.");
    }
}

// 子类继承抽象类并实现抽象方法
class Dog extends Animal {
    // 实现抽象方法
    @Override
    public void sound() {
        System.out.println("The dog barks.");
    }
}

class Cat extends Animal {
    // 实现抽象方法
    @Override
    public void sound() {
        System.out.println("The cat meows.");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建具体的子类对象
        Animal dog = new Dog();
        dog.sound();  // 输出：The dog barks.
        dog.eat();    // 输出：This animal is eating.

        Animal cat = new Cat();
        cat.sound();  // 输出：The cat meows.
        cat.eat();    // 输出：This animal is eating.
    }
}

6. 抽象类的优缺点

优点：

代码复用：抽象类可以包含公共的实现代码，避免重复代码。
灵活性：允许部分方法由父类实现，其他方法强制由子类实现，确保子类提供特定功能。
可维护性：如果某些功能适合多个子类共享，但并非所有子类都需要完全相同的实现，可以使用抽象类。

缺点：

继承限制：Java 中一个类只能继承一个抽象类，限制了灵活性。
不能完全抽象：与接口相比，抽象类可能包含实现方法，这有时不如接口那么灵活。

7. 注意事项

如果一个类继承了抽象类，必须实现该抽象类中的所有抽象方法，除非该子类本身也是抽象类。
抽象类不能被 final 修饰，因为 final 类不能被继承，而抽象类本质上就是为了被继承而设计的。

总结

Java 中的抽象类为开发者提供了设计模式的基础，通过定义抽象的模板结构，让子类继承并实现具体功能。抽象类在设计具有继承关系的类时尤其有用，它能够简化代码，增强代码的灵活性和可维护性。在实际开发中，抽象类经常和接口结合使用，根据具体需求选择合适的工具。