抽象類別(abstract class)

抽象類別有兩個主要目的

1. 禁止類別被實例化(new 物件)
2. 規範子類別必須遵循的契約 (強制實作抽象方法)

為什麼要禁止類別 new 出物件呢? 比如 Animal 是所有動物的統稱，是一個抽象名詞。如果可以 new 出 Animal，請問它應該長什麼樣子，貓、狗還是獅子?

直接產生 Animal 物件並沒有實際意義，所以會把 Animal 設計為抽象類別。

abstract class Animal{
}

或者為

abstract class Animal{
}

抽象方法

抽象類別中可以包含抽象方法，抽象方法必需使用 abstract 修飾子，且不能有方法本體。

abstract class Animal{
    abstract public void food(String s);
}

子類別 Tiger 繼承抽象類別後，必需實作其抽象方法

class Tiger extends Animal{
    @Override
    public void food(String f) {
        
    }
}

實作方法時，子類別跟父類別的方法參數名稱不需一樣，但參數型別與順序必需相同，如上紅色部份。

抽象類別不一定要有抽象方法

其目的很單純的就是不讓類別實例化。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        os.utf8();
        Tiger t1=new Tiger();
    }
}
abstract class Animal{
    //無任何東西
}
class Tiger extends Animal{
    //無任何東西
}

抽象類別可以有一般方法

抽象類別可以同時擁有抽象方法、一般方法、成員變數、建構子，如下藍色部份。

abstract class Animal{
    abstract public void food();
    public void move(){
        System.out.println("動物都是會移動的");
    }
}

多型

不管是 Animal 參考型態或是 Tiger 參考型態，都可以調用其方法 food/move。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        os.utf8();
        Animal a1 = new Tiger();
        a1.move();
        a1.food();
        Tiger t1 = new Tiger();
        t1.move();
        t1.food();        
    }
}
abstract class Animal{
    abstract public void food();
    public void move(){
        System.out.println("動物都是會移動的");
    }
}
class Tiger extends Animal{
    @Override
    public void food() {
        System.out.println("老虎是吃肉的");
    }
}

存取權限規則

抽象方法不可以為 private，因為抽象方法是為了讓繼承者遵循必定的合約，即然要別人遵守，然後又不公佈合約的內容，這就矛盾了。所以抽象方法只能為 protected、預設、或 public。

另外子類別實作抽象方法時，子類別方法權限必需等於或寬於抽象方法的權限。如下面代碼中，因為父類別的抽象方法是 protected，所以藍色那行必需是 protected 或 public，不能是預設權限。

abstract class Animal{
    public int level;
    abstract protected void food();
}
class Tiger extends Animal{
    @Override
    public void food {}
}

抽象子類別

子類別使用 extends 繼承抽象類別，而且子類別不實作所有的抽象方法，則子類別需宣告為抽象類別。

abstract class Animal{
    abstract public void food();
}
abstract class Tiger extends Animal{

}

分層實作設計

抽象子類別的用途是什麼呢，這是為了分層實作設計，請參照下說明。

abstract class Animal{
    abstract public void food();
    //.......還有 99 個抽象方法
}
abstract class Tiger_Factory extends Animal{
    //由系統商(比如Java)實作 99 個抽象方法
}
class Tiger extends Tiger_Factory{
    public void food(){

    }
}

抽象類別總結

子類別繼承抽象類別時，必須實作抽象方法（IDE 可用 Alt+Enter 自動產生）。
若子類別沒有實作所有抽象方法，則子類別也必須宣告為 abstract。
抽象方法只有方法宣告，不可以有方法本體。
子類別實作時，參數名稱可以不同，但型別與順序必須一致。
抽象類別不一定要有抽象方法，但如果有抽象方法，類別一定要宣告為 abstract。
抽象方法不能是 private。
子類別實作時，存取權限不能縮小。