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抽象类和模板方法模式

2019年05月03日  | 移动技术网IT编程  | 我要评论

抽象方法和抽象类

抽象类:用abstract修饰符修饰的类,如:

public abstract class generalservice {
    
}

抽象方法:用abstract修饰符修饰的方法,抽象方法不能有方法体,如:

public abstract void service();

抽象类和抽象方法的规则如下:

  1. 必须用abstract修饰符修饰
  2. 抽象类不一定包含抽象方法,但含有抽象方法的类一定是抽象类
  3. 抽象类不能被实例化
  4. 抽象类的构造器不能用于创建对象,主要是用于被其子类调用

下面定义一个shape抽象类:

/**
 * 定义一个抽象类,用于描述抽象概念的“形状”
 */
public abstract class shape {

    // 形状的  颜色
    private string color;

    public string getcolor() {
        return color;
    }

    public void setcolor(string color) {
        this.color = color;
    }

    // 带参构造器
    public shape(string color) {
        this.color = color;
    }

    // 定义一个计算周长的抽象方法
    public abstract double calperimeter();
}

上面的shape类中包含了一个抽象方法calperimeter(),所以shape类只能是抽象类。shape类中既包含初始化块,又包含构造器,不过这些都不是在创建shape对象时被调用的,而是在创建其子类对象时被调用。

下面定义一个triangle类和一个circle类,让他们继承shape类,并实现shape中的抽象方法calperimeter()

/**
 * 定义一个三角形类,继承自形状类
 */
public class triangle extends shape {

    // 定义三角形的三条边
    private double a;
    private double b;
    private double c;

    public triangle(string color, double a, double b, double c) {
        super(color);
        this.a = a;
        this.b = b;
        this.c = c;
    }

    @override
    public double calperimeter() {
        return a + b + c;
    }
}
/**
 * 定义一个圆形类,继承自形状类
 */
public class circle extends shape {

    // 定义圆的半径
    private double radius;

    public circle(string color, double radius) {
        super(color);
        this.radius = radius;
    }

    @override
    public double calperimeter() {
        return 2 * math.pi * this.radius;
    }
}

shape(形状)类是一个抽象的概念,triangle(三角形)类和circle(圆形)类是shape的具象,它们都各自实现了shape的calperimeter()方法,两者计算周长的公式不一样。

下面是测试类:

/**
 * 测试类
 */
public class test {
    public static void main(string[] args) {
        shape s1 = new triangle("黄色", 3.0, 4.0, 5.0);
        shape s2 = new circle("红色", 3);
        system.out.println("三角形s1的颜色:" + s1.getcolor() + ",周长:" + s1.calperimeter());
        system.out.println("圆形s2的颜色:" + s2.getcolor() + ",周长:" + s2.calperimeter());
    }
}

输出结果:

三角形s1的颜色:黄色,周长:12.0
圆形s2的颜色:红色,周长:18.84955592153876
  • 当使用abstract修饰类时,表明这个类是抽象类,只能被继承;当使用abstract修饰方法时,表明这个方法必须由其子类实现(重写)。
  • final修饰的类不能被继承,final修饰的方法不能被重写,因此final和abstract不能同时使用。
  • 当使用static修饰一个方式时,表示这个方法是类方法,可以通过类直接调用而无需创建对象。但如果该方法被定义成抽象的,则将导致通过该类来调用该方法时出现错误(调用了一个没有方法体的方法肯定会引起错误),因此,static和abstract不能同时修饰某个方法。
  • abstract关键字修饰的方法必须由其子类重写才有意义,因此abstract方法不能定义成private访问权限,即private和abstract不能同时修饰某个方法、

抽象类的作用

抽象类是从多个具体类中抽象出来的父类,它具有更高层次的抽象,描述了一组事物的共性。

抽象类作为多个子类的通用模板,子类在抽象类的基础上进行扩展、改造,但子类总体上会大致保留抽象类的行为方式。

模板方法模式

如果编写一个抽象父类,父类提供了多个子类的通用方法,并把一个或多个方法留给其子类去实现,这就是模板模式,是一种十分常见且简单的设计模式。

稍微专业一点的定义就是:

模板方法模式,在一个方法中定义一个算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下,重新定义算法中的某些步骤。

下面再介绍一个模板方法模式的范例,在这个范例中,我们把做菜这个过程分为三个步骤:

  1. 备料
  2. 烹制
  3. 装盘

这三部就是算法的骨架。然而做不同的菜,需要备的料,烹制的方法,以及如何装盘都是不同的,做不同的菜时,需要有不一样的实现。

先来写一个抽象的做菜父类,代码如下:

/**
 * 定义做菜抽象类
 */
public abstract class dodishtemplate {    
    /**
     * 模板方法,封装了做菜的算法
     * 用final关键字进行修饰,避免子类修改算法的顺序
     * 模板方法定义了一连窜的步骤,每一个步骤由一个方法代表
     */
    protected final void dodish(){
        this.preparation();
        this.doing();
        this.sabot();
    }
    
    /**
     * 备料
     */
    public abstract void preparation();
    
    /**
     * 烹制
     */
    public abstract void doing();
    
    /**
     * 装盘
     */
    public abstract void sabot();
}

下面再定义做番茄炒蛋类和做红烧肉类并实现父类中的抽象方法:

/**
 * 做番茄炒蛋类
 */
public class eggswithtomato extends dodishtemplate{

    @override
    public void preparation() {
        system.out.println("洗并切西红柿,打鸡蛋。");
    }

    @override
    public void doing() {
        system.out.println("鸡蛋倒入锅里,然后倒入西红柿一起炒。");
    }

    @override
    public void sabot() {
        system.out.println("将炒好的番茄炒蛋装入碟子里,撒上香葱。");
    }
}
/**
 * 做红烧肉类
 */
public class bouilli extends dodishtemplate{

    @override
    public void preparation() {
        system.out.println("切猪肉和土豆。");
    }

    @override
    public void doing() {
        system.out.println("将切好的猪肉倒入锅中炒一会然后倒入土豆连炒带炖。");
    }

    @override
    public void sabot() {
        system.out.println("将做好的红烧肉盛进碗里,撒上白芝麻");
    }
}

在测试类中我们来做菜:

public class app {
    public static void main(string[] args) {
        dodishtemplate eggswithtomato = new eggswithtomato();
        eggswithtomato.dodish();
        
        system.out.println("-----------------------------");
        
        dodishtemplate bouilli = new bouilli();
        bouilli.dodish();
    }
}

运行结果:

洗并切西红柿,打鸡蛋。
鸡蛋倒入锅里,然后倒入西红柿一起炒。
将炒好的番茄炒蛋装入碟子里,撒上香葱。
-----------------------------
切猪肉和土豆。
将切好的猪肉倒入锅中炒一会然后倒入土豆连炒带炖。
将做好的红烧肉盛进碗里,撒上白芝麻

从这个案例我们可以看到,dodishtemplate类里定义了做菜的通用算法,而一些具体的实现细节则推迟到了其子类(eggswithtomato和bouilli)中。也就是说,模板方法定义了一个算法的步骤,并允许子类为一个或多个步骤提供实现

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