1 什么是抽象

1.1 关于多态

在面向对象编程中，多态是指一类事物有多种形态。比如A类，A-1和A-2都属于动物类，它们都有A类中公共的方法

由于多态的存在，每个子类都可以覆写父类的方法，例如下面的代码中子类1和2都覆写了父类中的某个方法：

在这里，假如我们要设计一款游戏名叫 Apax 的枪械游戏。在这款游戏中，我们的武器就是枪械，所以我们来为我们的游戏设计一个 Weapon 类，它代表所有枪械的父类：

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// 父类-武器
class Weapon {
    // 具有的方法
    // 子弹类型
    public void WeaponAmmo() { … }
    // 击中要害转化倍率
    public void WeaponForce() { … }
    // ...
}
// 子类1-轻型弹药武器
class LightAmmo extends Weapon {
    @Override
    public void WeaponAmmo() { … }
}
// 子类2-霰弹类武器
class ShotgunAmmo extends Weapon {
    @Override
    public void WeaponAmmo() { … }
}

1.2 关于抽象

可以看到， WeaponAmmo 方法在子类中是覆写的父类的方法，并且父类也确实具有 WeaponAmmo 方法的实现。但是如果父类的方法本身不需要实现任何功能，仅仅是为了定义方法签名，目的是让子类去覆写它，那么，可以把父类的方法声明为抽象方法：

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class Weapon {
    // 此处并未赋予WeaponAmmo方法任何实现，仅仅只是定义了WeaponAmmo方法的签名
    public abstract void WeaponAmmo();
}

把一个方法声明为 abstract ，表示它是一个抽象方法，本身没有实现任何方法语句。因为这个抽象方法本身是无法执行的，所以， Weapon 类也无法被实例化。编译器会告诉我们，无法编译 Weapon 类，因为它包含抽象方法。必须把 Weapon 类本身也声明为 abstract ，才能正确编译它：

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abstract class Weapon {
    public abstract void WeaponAmmo();
}

如果一个 class 定义了方法，但没有具体执行代码，这个方法就是抽象方法，抽象方法用 abstract 修饰。

因为无法执行抽象方法，因此这个类也必须申明为抽象类（abstract class）。

使用 abstract 修饰的类就是抽象类。我们无法实例化一个抽象类：

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Weapon w = new Weapon(); // 编译错误

正确的方法

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// 定义抽象类Weapon
abstract class Weapon {
    // 抽象方法，需要具体子类实现
    public abstract void WeaponAmmo();
}

// 定义LightAmmo类，继承自Weapon类并实现其抽象方法
class LightAmmo extends Weapon {
    @Override
    public void WeaponAmmo() {
        System.out.println("使用轻型弹药");
    }
}

// 定义主类Main，包含程序入口main方法
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建LightAmmo的实例并调用其方法
        LightAmmo w = new LightAmmo();
        w.WeaponAmmo();
    }
}

当我们定义了抽象类 Weapon ，以及具体的 LightAmmo 、 ShotgunAmmo 子类的时候，我们可以通过抽象类 Weapon 类型去引用具体的子类的实例：

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Weapon R301 = new LightAmmo();
Weapon Peacekeeper = new ShotgunAmmo();

这种尽量引用高层类型，避免引用实际子类型的方式，称之为面向抽象编程。

面向抽象编程的本质就是：

  • 上层代码只定义规范；

  • 不需要子类就可以实现业务逻辑；

  • 具体的业务逻辑由不同的子类实现，调用者并不关心。

2 进一步理解抽象

将复杂的概念进行封装与简化

抽象减少了信息的负载，否则需要全面详细地记录与处理事物的所有细节（熵减）。抽象的目标是简化看待事物的方式，允许忽略一些不重要的东西。

  • 编程的时候，并不需要直接操作比特流，这一切都是编译器提供的功能。

    • 可以说编译器在编译的时候做了一层抽象。

  • 抽象就是隐藏细节，只暴露接口。在使用计算机的usb等接口的时候，我们只需要做连接操作，不需要关心它的具体实现。

    • 可以说计算机接口在运行的时候做了一层抽象。

在写代码的时候，我们可以在一开始就定义好接口，然后具体实现的时候再去实现。这样可以提高代码可读性且减少代码量与复杂度。