第 20 章：抽象类

学习目标

• 理解抽象类的本质和用途
• 掌握 abstract 关键字
• 学会模板方法模式

一、什么是抽象类？

抽象类是不能被实例化、专门用来被继承的类。

public abstract class Animal {       // ① 用 abstract 修饰
    protected String name;

    public Animal(String name) {
        this.name = name;
    }

    // 抽象方法：只有声明，没有实现
    public abstract void makeSound();  // ② 子类必须实现

    // 普通方法：可以有实现
    public void sleep() {
        System.out.println(name + " 在睡觉");
    }
}

// Animal a = new Animal("通用动物");  // ❌ 编译报错：不能实例化抽象类

二、抽象方法

public abstract class Shape {
    public abstract double area();      // ① 没有方法体
    public abstract double perimeter();
}

规则：

1. 抽象方法必须由子类实现（除非子类也是抽象类）
2. 抽象方法不能是 private（子类无法重写）
3. 抽象方法不能是 static
4. 抽象方法不能是 final

三、子类实现抽象方法

public class Circle extends Shape {
    private double radius;

    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }

    @Override
    public double area() {                  // ① 必须实现
        return Math.PI * radius * radius;
    }

    @Override
    public double perimeter() {             // ② 必须实现
        return 2 * Math.PI * radius;
    }
}

public class Rectangle extends Shape {
    private double width, height;

    public Rectangle(double width, double height) {
        this.width = width;
        this.height = height;
    }

    @Override
    public double area() {
        return width * height;
    }

    @Override
    public double perimeter() {
        return 2 * (width + height);
    }
}

四、模板方法模式

抽象类的经典应用：

public abstract class DataProcessor {
    // ① 模板方法：定义算法骨架
    public final void process() {       // final 防止子类修改流程
        readData();
        parseData();
        saveData();
        cleanup();
    }

    protected abstract void readData();
    protected abstract void parseData();
    protected abstract void saveData();

    protected void cleanup() {           // ② 钩子方法，可选实现
        System.out.println("清理资源");
    }
}

public class JsonProcessor extends DataProcessor {
    @Override protected void readData() { System.out.println("读取 JSON"); }
    @Override protected void parseData() { System.out.println("解析 JSON"); }
    @Override protected void saveData() { System.out.println("保存 JSON"); }
}

public class XmlProcessor extends DataProcessor {
    @Override protected void readData() { System.out.println("读取 XML"); }
    @Override protected void parseData() { System.out.println("解析 XML"); }
    @Override protected void saveData() { System.out.println("保存 XML"); }
}

五、抽象类 vs 普通类

维度	抽象类	普通类
能否实例化	❌	✅
能否有抽象方法	✅	❌
继承	必须被继承才有意义	可以直接使用

六、本章小结

要点	关键
抽象类	用 abstract 修饰，不能实例化
抽象方法	没有方法体，子类必须实现
模板方法	抽象类定义流程，子类实现细节
应用	框架设计、模板方法模式

动手练习

练习 1：基础题

定义抽象类 Vehicle，包含抽象方法 start() 和 stop()，让 Car 和 Motorcycle 继承实现。

练习 2：进阶题

用模板方法模式实现一个 GameLoader，定义游戏加载流程（加载配置、加载资源、初始化、启动），让 MobaGame 和 FpsGame 继承。

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