抽象類在 Java 中的實際應用案例

抽象類在 Java 中的實際應用案例很多，以下是一些常見的例子：

1. 動物類示例

假設我們有一個 Animal 類，以及兩個子類 Dog 和 Cat。Animal 類中定義了一個 eat() 方法，但這個方法的具體行為由子類決定。

public abstract class Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("吃飯~");
    }
}

class Dog extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("吃骨頭~");
    }

    public void bark() {
        System.out.println("汪汪~");
    }
}

class Cat extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("吃魚~");
    }

    public void mimi() {
        System.out.println("喵喵~~");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal dog = new Dog();
        dog.eat(); // 輸出: 吃骨頭~
        dog.bark(); // 輸出: 汪汪~

        Animal cat = new Cat();
        cat.eat(); // 輸出: 吃魚~
        cat.mimi(); // 輸出: 喵喵~~
    }
}

在這個例子中，Animal 類的 eat() 方法并沒有實際意義，因為每種動物的飲食行為不同。因此，我們可以將 Animal 類定義為抽象類，只聲明方法而不提供具體實現。

2. 形狀類示例

假設我們要編寫一個計算矩形、三角形和圓的面積與周長的程序。我們可以為這三個類抽象出一個父類 Shape，在父類里定義計算面積與周長的方法名，再將具體的計算公式在子類中實現。

public abstract class Shape {
    abstract void draw(); // 抽象方法

    void display() {
        System.out.println("This is a shape.");
    }

    double getArea();
    double getPerimeter();
}

class Circle extends Shape {
    private double radius;

    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }

    @Override
    void draw() {
        System.out.println("Drawing a circle.");
    }

    @Override
    double getArea() {
        return Math.PI * radius * radius;
    }

    @Override
    double getPerimeter() {
        return 2 * Math.PI * radius;
    }
}

class Rectangle extends Shape {
    private double width;
    private double height;

    public Rectangle(double width, double height) {
        this.width = width;
        this.height = height;
    }

    @Override
    void draw() {
        System.out.println("Drawing a rectangle.");
    }

    @Override
    double getArea() {
        return width * height;
    }

    @Override
    double getPerimeter() {
        return 2 * (width + height);
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Shape circle = new Circle(5);
        circle.draw(); // 輸出: Drawing a circle.
        System.out.println("Area: " + circle.getArea()); // 輸出: Area: 78.53981633974483
        System.out.println("Perimeter: " + circle.getPerimeter()); // 輸出: Perimeter: 31.41592653589793

        Shape rectangle = new Rectangle(4, 6);
        rectangle.draw(); // 輸出: Drawing a rectangle.
        System.out.println("Area: " + rectangle.getArea()); // 輸出: Area: 24.0
        System.out.println("Perimeter: " + rectangle.getPerimeter()); // 輸出: Perimeter: 20.0
    }
}

在這個例子中，通過抽象類 Shape 定義了計算面積和周長的方法，具體的計算方法由子類 Circle 和 Rectangle 實現。

3. 車輛類示例

假設我們有一個 Vehicle 抽象類，包含一些通用的屬性和方法，如 color 和 start() 方法，然后通過具體的子類 Car 和 Bike 來實現這些方法。

public abstract class Vehicle {
    protected String color;

    public Vehicle(String color) {
        this.color = color;
    }

    public abstract void start();
}

class Car extends Vehicle {
    public Car(String color) {
        super(color);
    }

    @Override
    public void start() {
        System.out.println("Car starting.");
    }
}

class Bike extends Vehicle {
    public Bike(String color) {
        super(color);
    }

    @Override
    public void start() {
        System.out.println("Bike starting.");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Vehicle car = new Car("Red");
        car.start(); // 輸出: Car starting.
        System.out.println(car.color); // 輸出: Red

        Vehicle bike = new Bike("Blue");
        bike.start(); // 輸出: Bike starting.
        System.out.println(bike.color); // 輸出: Blue
    }
}

在這個例子中，Vehicle 類是一個抽象類，包含了一個抽象方法 start() 和一個具體方法 color。具體的實現由子類 Car 和 Bike 完成。

這些例子展示了抽象類在 Java 中的實際應用，通過抽象類可以有效地組織和管理代碼，提高代碼的可維護性和可擴展性。