【问题标题】:why abstract class cannot be instantiated ,what is the use of a class which cannot be instantiated为什么抽象类不能实例化,不能实例化的类有什么用
【发布时间】:2013-05-02 15:54:42
【问题描述】:

我知道并阅读过抽象类和接口,但我从未理解过的一点是,不能实例化的类有什么用。 我可以使用普通类和虚拟方法而不是抽象类吗? 当我实例化基类时会发生什么?

【问题讨论】:

  • 一个抽象类不能直接实例化,但是你可以有从它派生的非抽象类的实例,以及一个派生类的实例也是基类的一个实例。你是对的,如果这样的实例不存在,抽象类就没有用了。同样对于接口,您可以拥有实现该接口的类(或结构等)的实例,这些实例也是该接口的实例,如果没有这种可能性,则该接口将无用。

标签: c# oop


【解决方案1】:

当您在派生类之间共享一组通用功能时,通常会使用抽象类。也就是说,您不能使用接口,因为您想提供一些默认功能。

看看System.IO.Stream 类。此类提供一些通用的基本功能,但需要特定类型的流实现一些成员才能使其发挥作用。这些成员也被标记为abstract,这向编译器和运行时表明没有合适的基类实现。派生抽象类的非抽象类必须覆盖所有继承的抽象成员,就像实现接口的类必须实现接口上定义的所有成员一样。

在流示例中,Read() 方法是抽象的,但ReadByte() 方法不是——因为ReadByte() 可以通过调用Read() 来实现。 (虽然不是最优的,这就是为什么ReadByte() 是虚拟的,因此可以选择提供更有效的实现。)虚拟成员是不同的,因为它们确实有一个实现,但可以选择覆盖.抽象成员默认没有实现,并且必须被覆盖。

换句话说,抽象类上的方法可以使用该类上的其他抽象成员,即使它们没有实现!这是因为需要派生的非抽象类来提供实现——在调用方法时保证存在实现。这类似于您如何使用接口的成员,即使成员在接口上没有实现,因为它保证实现接口的对象必须实现其所有成员。

MemoryStreamFileStream 这样的子类会覆盖所有的抽象方法以形成一个具体的类,并且它们可以被实例化。但是,您可以将它们存储在 Stream 引用变量中,并将它们视为通用的“黑盒”流。这允许您声明一个接受Stream 对象的方法,而您不必关心它实际上是哪种流。

Stream foo = new Stream();       // Invalid, Stream is abstract.
Stream foo = new MemoryStream(); // Valid.

所以,现在总结一下您在标题中提出的问题的答案。抽象类不能被实例化,因为它可能包含抽象的成员并且没有实现。抽象类的使用是双重的:第一,被子类化并允许子类共享某些成员的公共实现,第二,允许通过对抽象类的引用来使用子类的任何对象的实例。

【讨论】:

  • 我以前读过上面的答案,我知道这些,但我想知道为什么 Stream 类是抽象的,为什么不是普通类
  • Stream 有一些抽象方法,即不知道写入或读取到文件或内存或其他什么的具体逻辑;但提供了一个通用的“框架”,使特定的流(例如文件)能够处理细节
  • @user1681166 因为流只是一个概念。它是产生或消耗字节的东西。流没有“默认实现”。当您从中读取时,字节来自哪里?当你写它时,字节去哪里了?有几种由文件、内存或网络套接字支持的流实现。但是没有“只是一条普通的溪流”这样的东西。它总是某种种类的流。 Stream 类实现了所有流中通用的东西。
【解决方案2】:

抽象类非常有用,而且都是关于设计的。例如,如果您有一个名为 Shape 的抽象基类,它具有诸如“绘制”和“移动”之类的功能。然后继承 Shape 类以创建“Circle”类和“Square”类。

继承的类都有Draw和Move函数。移动可能在子类使用的基类中具有功能,但绘制功能由每个子类处理。

当您实例化一个圆形和方形时,只有一个“形状”对象是没有意义的。

希望对您有所帮助。

【讨论】:

    【解决方案3】:

    抽象和接口使您可以共享一些通用逻辑,但您不能直接实例化它们中的任何一个

    要添加到 cdhowie 答案,接口和抽象类之间最相关的区别是:

    • 从抽象类继承会迫使子类受到层次结构链的影响。使用接口实现它的不同类之间是完全松散的。

    • 使用抽象类,您可以拥有带有逻辑的方法或属性,也就是说,一些代码在抽象类中自己实现。在接口中没有代码或逻辑,因此迫使实现者编写所有逻辑

    【讨论】:

      【解决方案4】:

      抽象类和接口类是语言特性,它们都提供了一些编译时规则和一些运行时规则来帮助设计。到目前为止,实例化抽象类或接口类,它肯定不可能使用编译器,如果要使用 C++ 的汇编语言或说 C# 或 Java 的中间语言代码/字节码进行编程,那么也可以实例化它们,但我不确定这一点。因为在运行时,抽象类和接口类都有一个类型对象。

      【讨论】:

      • 从抽象类构造对象的 IL 无效,应被兼容的运行时拒绝。能够绕过运行时检查的本机代码将在抽象成员的 vtable 中创建一个具有空或未初始化函数指针的对象。当使用抽象成员时,这将导致未定义的行为。
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