Java Soyut Sınıflar: abstract Anahtar Kelimesi Açıklaması

Soyut Sınıf Nedir

Bir arayüz, durum içermeyen davranış tanımlar. Sıradan bir sınıf ise tamamen uygulanmıştır ve örneklenebilir. Soyut sınıf ikisinin arasında durur: normal bir sınıf gibi alanlar, yapıcılar ve tamamlanmış metotlar taşıyabilir, ama bazı metotları uygulanmamış olarak bırakabilir ve doğrudan örneklenmeyi yasaklar. Onu abstract anahtar kelimesiyle işaretlersiniz.

Buradaki fikir, alt sınıfların ortak olan her şeyini tek bir yerde toplamak ve aynı zamanda her alt sınıfı gerçekten farklılaşan kısımları doldurmaya zorlamaktır.

abstract class Animal {
    private final String name;

    Animal(String name) { this.name = name; }   // paylaşılan yapıcı

    String getName() { return name; }            // paylaşılan, tamamlanmış metot

    abstract String sound();                     // gövde yok - her alt sınıf karar verir
}

class Dog extends Animal {
    Dog(String name) { super(name); }
    String sound() { return "Woof"; }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal a = new Dog("Rex");
        System.out.println(a.getName() + " says " + a.sound());
    }
}

Animal, getName() metodunu tüm alt sınıflar için bir kez tanımlar ve sound() metodunu abstract olarak bildirir; bu, imzası olan ama gövdesi olmayan ve Dog tarafından sağlanması gereken bir metottur.

Soyut Bir Sınıfı Örnekleyemezsiniz

Soyut bir sınıfın tamamlanmamış metotları olabileceğinden, onu doğrudan oluşturmak elinizde eksik bir nesne bırakır. Derleyici bunu reddeder:

Animal a = new Animal("???");   // error: Animal is abstract; cannot be instantiated

Her zaman somut bir alt sınıfı, yani tüm soyut metotları uygulamış olanı örneklersiniz. Bu alt sınıf örneği daha sonra soyut tipteki bir değişkende tutulabilir; soyutlamayı tam olarak böyle kullanırsınız.

Soyut Metotlar Alt Sınıfları Karar Vermeye Zorlar

Bir abstract metot, alt sınıfın tutması gereken bir sözdür. Bir alt sınıf bunlardan birini uygulamayı unutursa, alt sınıfın kendisi soyut hale gelir ve derleyici bunu size söyler. Soyut sınıfın temel kaldıracı budur: belirli bir davranışın var olduğunu garanti eder ama o davranışın ne yaptığını dikte etmez.

abstract class Shape {
    abstract double area();                       // her şekil bunu tanımlamalı

    void describe() {                             // paylaşılan, bir kez yazılmış
        System.out.printf("%s with area %.2f%n",
            getClass().getSimpleName(), area());
    }
}

class Circle extends Shape {
    private final double r;
    Circle(double r) { this.r = r; }
    double area() { return Math.PI * r * r; }
}

class Square extends Shape {
    private final double side;
    Square(double side) { this.side = side; }
    double area() { return side * side; }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Shape[] shapes = { new Circle(2), new Square(3) };
        for (Shape s : shapes) {
            s.describe();                         // otomatik olarak doğru area() metodunu çağırır
        }
    }
}

describe(), Shape içinde yalnızca bir kez yazılır ama yine de her alt sınıfın kendi area() metodunu çağırır. Soyut sınıf ortak iskeleti sağlar; alt sınıflar ayrıntıları sağlar.

Paylaşılan Durum ve Yapıcılar

Geleneksel bir arayüzden farklı olarak, soyut bir sınıf örnek alanları tutabilir ve yapıcılar tanımlayabilir. Yapıcı tek başına asla bir Animal ya da Shape oluşturmaz; bir alt sınıf oluşturulduğunda super(...) aracılığıyla çalışır ve paylaşılan durumu ilklendirir.

abstract class Account {
    private double balance;

    Account(double opening) { this.balance = opening; }

    double getBalance() { return balance; }

    void deposit(double amount) { balance += amount; }

    abstract double interestRate();               // hesap türüne göre değişir

    void applyInterest() { balance += balance * interestRate(); }
}

class Savings extends Account {
    Savings(double opening) { super(opening); }
    double interestRate() { return 0.05; }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Account acc = new Savings(1000);
        acc.deposit(500);
        acc.applyInterest();
        System.out.printf("balance: %.2f%n", acc.getBalance());
    }
}

balance alanı, deposit ve applyInterest tek bir yerde yaşar. Yalnızca gerçekten değişen politika - interestRate() - soyut bırakılır. Bir alt sınıfın yapıcısı, bu miras alınan durumu ilklendirmek için super(...) çağırmalıdır.

Bir Tuzak: abstract ve final'i Birlikte Kullanmak

abstract ve final birbirinin zıttıdır. Bir abstract metot, üzerine yazılmasını (override) talep eder; bir final metot ise bunu yasaklar. Aynı şeyi her iki şekilde de işaretlemek - ya da bir soyut sınıfı final yapmak - bir derleme hatasıdır. Ayrıca unutmayın ki bir soyut sınıfın sıfır soyut metodu olabilir: bir sınıfı yalnızca örneklenmesini engellemek için abstract olarak bildirmek geçerlidir ve yalnızca genişletmek istediğiniz temel tipler için bazen yararlıdır.

abstract final class Bad { }        // error: abstract and final conflict

abstract class Base {
    abstract final void f();        // error: an abstract method can't be final
}

Soyut Sınıf ile Arayüz Karşılaştırması

İkisi örtüşür, bu yüzden seçim neyi paylaşmanız gerektiğine bağlıdır:

• Soyut sınıf - durum ve kod paylaşan yakından ilişkili sınıflar için kullanın. Hem Savings hem de Checking, Account sınıfını genişletir ve balance alanı ile deposit mantığını miras alır. Bir sınıf yalnızca birini genişletir.
• Arayüz - ilişkisiz sınıfların paylaşabileceği bir yetenek için kullanın. Bir Bird ve bir Airplane, hiçbir uygulamayı paylaşmadan ikisi de Flyable olabilir. Bir sınıf birçok arayüzü uygulayabilir.

Sık görülen bir desen ikisini birleştirir: bir arayüz sözleşmeyi tanımlar ve bir soyut sınıf tekrar eden kodu (boilerplate) uygular; böylece somut alt sınıflar yalnızca kendine özgü olanı doldurur.

Sırada: Çok Biçimlilik

Yukarıdaki her örnekte bir alt sınıf örneğini soyut tipteki bir değişkende tuttuğumuza, sonra bir metot çağırdığımızda alt sınıfın davranışını otomatik olarak aldığımıza dikkat edin. Bu tek yetenek - tek bir referans tipi, çalışma zamanında birçok davranış - çok biçimliliktir (polymorphism) ve soyut sınıflar ile arayüzleri değerli kılan şey budur. Bir sonraki sayfanın konusu da budur.