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抽象：解碼 Java 中的抽象類別

Barbara Streisand原創: 2024-10-30 08:09:03848瀏覽

Abstraction: Decoding Abstract Classes in Java

在這篇文章中，我們將探討 抽象類別，它是 Java 中抽象的重要組成部分。我們將建立在前面討論的概念的基礎上，並研究抽像如何簡化複雜的系統。抽象類別充當其他類別的藍圖，使我們能夠只專注於相關細節，同時隱藏不必要的複雜性。

讓我們更深入地了解什麼是抽象類別、它們為何存在以及如何使用它們。

什麼是抽象類別？

抽象類別是一個不能單獨實例化的類別。它旨在透過為其抽象方法提供具體實現的子類別進行擴展。換句話說，抽象類別為其子類別奠定了基礎，從而實現了程式碼重用和強制結構。

抽象類別的主要特點：

使用abstract關鍵字定義。
可以包含必須由子類別實作的抽象方法（沒有主體的方法）。
還可以有完整實現的具體方法。
可以宣告建構子、欄位和非抽象方法。
無法直接實例化。

為什麼需要抽象類別？

抽象類別允許開發人員向使用者隱藏不必要的實作細節，同時確保所有子類別都實作某些方法。它們充當半定義模板，並透過在基類中提供共享功能來鼓勵程式碼重複使用。

例如：員工和經理

為了示範抽象類別的工作原理，讓我們來看看以下涉及抽象 EmployeeParent 類別及其 ManagerChild 子類別的範例。父類別擁有共享功能，而子類別則完成具體細節（如績效獎金）的實作。

EmployeeParent.java

package oops.abstract_class;

public abstract class EmployeeParent {
    private int id, depId;
    private String name;
    private double basicSal;

    public EmployeeParent(int id, String name, int deptId, double basicSal) {
        this.id = id;
        this.depId = deptId;
        this.name = name;
        this.basicSal = basicSal;
    }

    // Abstract method to be implemented by subclasses.
    protected abstract double computeNetSalary();

    protected double getBasicSal() {
        return basicSal;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "EmployeeParent [id=" + id + ", depId=" + depId +
               ", name=" + name + ", basicSal=" + basicSal + "]";
    }
}

ManagerChild.java

package oops.abstract_class;

public class ManagerChild extends EmployeeParent {
    private double perfBonus;

    public ManagerChild(int id, String name, int deptId, double basicSal, double perfBonus) {
        // Calling the constructor of the abstract class.
        super(id, name, deptId, basicSal);
        this.perfBonus = perfBonus;
    }

    // Implementing the abstract method from EmployeeParent.
    @Override
    public double computeNetSalary() {
        return getBasicSal() + perfBonus;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "ManagerChild [perfBonus=" + perfBonus + "\n" + super.toString() + "]";
    }

    public static void main(String[] args) {
        ManagerChild manager = new ManagerChild(1, "Arshi", 2, 10000, 1890);
        System.out.println(manager);
        System.out.println("Net Salary: " + manager.computeNetSalary());

        // Abstract class cannot be instantiated 
        EmployeeParent employee = new EmployeeParent(); // Compile Error
    }
}

分解範例

上面的程式碼中：

EmployeeParent 是定義其子類別結構的抽象類別。
它包含具體方法（如toString和getBasicSal）和抽象方法（computeNetSalary），它必須由任何子類別實作。
ManagerChild 擴展了 EmployeeParent 並提供了計算淨工資的具體邏輯，包括績效獎金。
抽象類別建構子是透過子類別建構子中的 super() 呼叫來呼叫的，因為抽象類別不能直接實例化。

什麼時候應該使用抽象類別？

程式碼可重複使用性：當多個類別共用公共欄位和行為時。
強制結構：當您想要強制子類別中某些方法的實作時。
部分實作：當某些邏輯可以在類別之間共享，但具體邏輯有所不同時。
使用案例範例： 您可以擁有一個具有公共屬性（如顏色）和抽象方法（如getArea）的抽象Shape 類，不同的形狀（圓形、矩形）會以不同的方式實現。

結論

抽象類別在 Java 中發揮著至關重要的作用，在完全抽象和具體實作之間提供平衡。它們使開發人員能夠專注於必要的事情，同時向使用者隱藏複雜的細節。理解並有效地使用抽象類別是掌握物件導向程式設計的重要一步。

請繼續關注本系列的下一篇文章，我們將探討介面以及它們與抽象類別有何不同！