抽象类和模板方法模式
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：
- 必须用
abstract修饰符修饰 - 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
- 抽象类不能被实例化
- 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：
- 备料
- 烹制
- 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。
