抽象类的概念
什么是抽象
在面向对象编程中，"抽象"是一个核心概念，它允许我们专注于对象的基本特征，忽略那些与当前目标无关的细节。以下是“抽象”的两个主要方面：
抽象数据类型（Abstract Data Type, ADT）
- 抽象数据类型是一种仅通过其行为（方法）和接口（数据结构）来描述的数据类型，而不需要关心具体的实现细节。例如，一个栈（Stack）可以被定义为具有
push、pop、peek等操作的ADT，而不管它是基于数组还是链表实现的。
抽象类（Abstract Class）
- 抽象类是一种不能被实例化的类，它通常包含抽象方法。抽象方法是在抽象类中声明但没有实现的方法，它没有具体的代码体，而是留给子类去实现。抽象类可以看作是一种模板，定义了一组相关的子类应该遵循的契约。
抽象类的特点
- 不能实例化: 你不能创建抽象类的实例，但可以定义抽象类类型的引用。
- 包含抽象方法: 抽象类可以包含一个或多个抽象方法，这些方法没有实现。
- 包含具体方法: 抽象类也可以包含有实现的方法。
- 被子类继承: 抽象类通常被用来被子类继承，子类需要提供抽象方法的具体实现。
- 部分抽象: 一个类可以是非抽象的，但仍然包含抽象方法。这样的类不能被实例化，直到所有的抽象方法都被实现。
以下是一个Java示例，展示了抽象类和抽象方法的使用：
// 定义一个抽象类，名为Shape
abstract class Shape {
// 抽象方法，没有实现
abstract double area();
// 具体方法，有实现
public void printInfo() {
System.out.println("I am a shape.");
}
}
// 定义一个具体类，继承自Shape
class Circle extends Shape {
private double radius;
public Circle(double radius) {
this.radius = radius;
}
// 实现抽象方法area
@Override
double area() {
return Math.PI * radius * radius;
}
}
// 主类，包含main方法
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// 创建Circle对象
Shape circle = new Circle(5.0);
circle.printInfo(); // 调用具体方法
System.out.println("Area: " + circle.area()); // 调用抽象方法
}
}
在这个示例中，Shape 是一个抽象类，它有一个抽象方法 area() 和一个具体方法 printInfo()。Circle 是 Shape 的具体子类，它提供了 area() 方法的具体实现。在 Main 类的 main 方法中，我们创建了一个 Circle 对象，并作为 Shape 类型的引用使用，展示了抽象类的使用方式。
为什么要抽象
抽象是面向对象编程（OOP）中的一个基本概念，它具有多种目的和好处，主要包括：
简化复杂性
- 抽象允许开发者专注于对象的主要特性和行为，而忽略不必要的细节，从而简化了复杂系统的理解。
增强可读性
- 通过抽象，代码更加清晰和易于理解。其他开发者可以快速把握代码的意图和功能，而不必深入了解实现细节。
促进重用
- 抽象使得开发者可以创建通用的组件，这些组件可以在不同的程序和上下文中重复使用。
支持扩展性
- 通过定义抽象类和接口，开发者可以轻松扩展系统的功能，而不必修改现有的代码基础。
实现多态性
- 抽象是多态性的基础。通过抽象类和接口，可以编写与特定实现无关的代码，从而允许使用不同的子类对象进行替换。
封装变化
- 抽象允许将可能变化的部分封装起来，这样当这些部分发生变化时，对系统的其他部分的影响可以最小化。
提高模块化
- 通过抽象，系统可以被分解为多个模块，每个模块负责特定的任务，这有助于团队协作和并行开发。
降低耦合度
- 抽象减少了模块之间的直接依赖，有助于实现低耦合度的设计，使得系统更加灵活和可维护。
支持分层架构
- 抽象使得开发者可以创建清晰的系统层次结构，每一层都提供特定的服务，并且只与相邻层次交互。
促进设计思考
- 抽象鼓励开发者从更高层次思考问题，关注系统设计的整体结构和组件的交互，而不仅仅是单个组件的实现细节。
