Java 基础进阶篇（四）：抽象类与模板方法设计模式

Myth丶恋晨 2023-10-11 21:52 24阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  一、抽象类、抽象方法概述
 *  二、抽象类的特征
 *  三、模板方法设计模式
 *   *  3.1使用场景
     *  3.2 实现步骤
     *  3.3 写作文案例
 *  补充：final 和 abstract 是什么关系?

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## 一、抽象类、抽象方法概述 ##

在 Java 中 abstract 是抽象的意思，可以修饰类、成员方法。  
abstract 修饰类，这个类就是抽象类；修饰方法，这个方法就是抽象方法。

![在这里插入图片描述][75feee6d2b1846bca4ec69b9e140adf5.png_pic_left]  
**注意：**

> ① 抽象方法只有方法签名，不能声明方法体。  
> ② 一个类中如果定义了抽象方法，这个类必须声明成抽象类，否则报错。

**抽象类的作用：**

> ① 抽象类可以理解成不完整的设计图，一般作为父类，被子类继承。  
> ② 如果父类知道子类一定要做这件事，但是每个子类做的不一样，父类可以声明抽象方法，交给子类重写来实现。这个类就是抽象类了。

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## 二、抽象类的特征 ##

抽象类的特征如下：

> ① 类有的成员（成员变量、方法、构造器）抽象类都具备。  
> ② 抽象类中不一定有抽象方法，有抽象方法的类一定是抽象类。  
> ③ 一个类继承了抽象类必须重写完抽象类的全部抽象方法，否则这个类也必须定义成抽象类。  
> ④ 不能用 abstract 修饰变量、代码块、构造器。  
> ⑤ 最重要的特征：抽象类得到了抽象方法，但失去了创建对象的能力（有得有失）。

抽象类不能创建对象，为什么（设计层面）？  
  可以利用反证法：如果抽象类创建了对象，那么当调用对象中方法的时候，由于没有方法体，则会前后矛盾。如果抽象类中当前没有抽象方法，可以创建对象，但是以后如果有了抽象方法，则还是会前后矛盾。

public class Test {
        
        public static void main(String[] args) {
        
    		// 反证：假如抽象类可以创建对象
            // Animal animal = new Animal();
            // animal.run(); 没有方法体，报错，因此不能创建对象
            // 即使没有方法，只有成员变量，也不能创建对象。
            // 因为假设当前没有方法的情况下创建了对象，以后有方法，这会造成前后矛盾
        }
    }
    abstract class Animal{
        
        public abstract void run(); // 抽象方法
        public void eat(){
        
            System.out.println("吃东西");
        }
    }

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## 三、模板方法设计模式 ##

### 3.1使用场景 ###

当系统中出现同一个功能多处在开发，而该功能中大部分代码是一样的，只有其中部分可能不同的时候。

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### 3.2 实现步骤 ###

① 定义 1 个抽象类。  
② 定义 2 个方法，模板方法和抽象方法。相同代码放在模板方法中，不同代码定义成抽象方法。  
③ 子类继承抽象类，重写抽象方法。

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### 3.3 写作文案例 ###

**需求：**

*  现在有两类学生，一类是中学生，一类是小学生，他们都要写《我的爸爸》这篇作文。
 *  要求每种类型的学生，标题第一段和最后一段，内容必须一样。正文部分自己发挥。
 *  请选择最优的面向对象方案进行设计。

**抽象类：**

public abstract class Student {
        
        /**
         * 声明了模板方法模式
         * 建议加上 final 防止模板方法被重写
         */
        public final void write(){
        
            System.out.println("开头");
            // 正文部分（每个类都要写的，每个子类写的情况不一样。
            // 因此，模板方法把正文部分定义成抽象方法，交给具体的子类来完成）
            System.out.println(writeMain());
            System.out.println("结尾");
        }
    
        public abstract String writeMain();
    }

**子类：**

public class StudentChild extends Student{
        
        @Override
        public String writeMain() {
        
            return "小学生写的正文";
        }
    }

public class StudentMiddle extends Student{
        
        @Override
        public String writeMain() {
        
            return "中学生写的正文";
        }
    }

**客户端模拟：**

public class Test {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            // 理解模板方法模式的思想和使用步骤
            StudentChild student1 = new StudentChild();
            student1.write(); // 开头\n小学生写的正文\n结尾
            
            StudentMiddle student2 = new StudentMiddle();
            student2.write(); // 开头\n中学生写的正文\n结尾
        }
    }

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## 补充：final 和 abstract 是什么关系? ##

互斥关系  
abstract 定义的抽象类作为模板让子类继承，final 定义的类不能被继承。  
abstract 定义的抽象方法定义通用功能让子类重写，final 定义的方法子类不能重写。

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文章参考：[Java入门基础视频教程，java零基础自学就选黑马程序员Java入门教程（含Java项目和Java真题）][Java_java_Java_Java_Java]

[75feee6d2b1846bca4ec69b9e140adf5.png_pic_left]: https://img-blog.csdnimg.cn/75feee6d2b1846bca4ec69b9e140adf5.png#pic_left
[Java_java_Java_Java_Java]: https://www.bilibili.com/video/BV1Cv411372m/?spm_id_from=333.976.top_right_bar_window_custom_collection.content.click&vd_source=66e56f67ae318dd01461810c59a6e2b5