Java - Trừu tượng

Theo từ điển, abstractionlà chất lượng của việc xử lý các ý tưởng hơn là các sự kiện. Ví dụ, khi bạn xem xét trường hợp của e-mail, các chi tiết phức tạp như điều gì xảy ra ngay sau khi bạn gửi e-mail, giao thức mà máy chủ e-mail của bạn sử dụng sẽ bị ẩn khỏi người dùng. Do đó, để gửi e-mail bạn chỉ cần nhập nội dung, đề cập đến địa chỉ người nhận và nhấn gửi.

Tương tự như vậy trong lập trình hướng đối tượng, trừu tượng hóa là một quá trình ẩn các chi tiết triển khai khỏi người dùng, chỉ chức năng sẽ được cung cấp cho người dùng. Nói cách khác, người dùng sẽ có thông tin về những gì đối tượng làm thay vì cách nó thực hiện.

Trong Java, trừu tượng hóa đạt được bằng cách sử dụng các lớp và giao diện trừu tượng.

Lớp trừu tượng

Một lớp có chứa abstract từ khóa trong khai báo của nó được gọi là lớp trừu tượng.

Các lớp trừu tượng có thể chứa hoặc không chứa các phương thức trừu tượng , tức là các phương thức không có phần thân (public void get ();)
Tuy nhiên, nếu một lớp có ít nhất một phương thức trừu tượng, thì lớp must được khai báo trừu tượng.
Nếu một lớp được khai báo là trừu tượng, nó không thể được khởi tạo.
Để sử dụng một lớp trừu tượng, bạn phải kế thừa nó từ một lớp khác, cung cấp các triển khai cho các phương thức trừu tượng trong đó.
Nếu bạn kế thừa một lớp trừu tượng, bạn phải cung cấp triển khai cho tất cả các phương thức trừu tượng trong đó.

Thí dụ

Phần này cung cấp cho bạn một ví dụ về lớp trừu tượng. Để tạo một lớp trừu tượng, chỉ cần sử dụngabstract từ khóa trước từ khóa lớp, trong khai báo lớp.

/* File name : Employee.java */
public abstract class Employee {
   private String name;
   private String address;
   private int number;

   public Employee(String name, String address, int number) {
      System.out.println("Constructing an Employee");
      this.name = name;
      this.address = address;
      this.number = number;
   }
   
   public double computePay() {
     System.out.println("Inside Employee computePay");
     return 0.0;
   }
   
   public void mailCheck() {
      System.out.println("Mailing a check to " + this.name + " " + this.address);
   }

   public String toString() {
      return name + " " + address + " " + number;
   }

   public String getName() {
      return name;
   }
 
   public String getAddress() {
      return address;
   }
   
   public void setAddress(String newAddress) {
      address = newAddress;
   }
 
   public int getNumber() {
      return number;
   }
}

Bạn có thể thấy rằng ngoại trừ các phương thức trừu tượng, lớp Employee giống như lớp bình thường trong Java. Lớp bây giờ là trừu tượng, nhưng nó vẫn có ba trường, bảy phương thức và một hàm tạo.

Bây giờ bạn có thể thử khởi tạo lớp Nhân viên theo cách sau:

/* File name : AbstractDemo.java */
public class AbstractDemo {

   public static void main(String [] args) {
      /* Following is not allowed and would raise error */
      Employee e = new Employee("George W.", "Houston, TX", 43);
      System.out.println("\n Call mailCheck using Employee reference--");
      e.mailCheck();
   }
}

Khi bạn biên dịch lớp trên, nó sẽ cho bạn lỗi sau:

Employee.java:46: Employee is abstract; cannot be instantiated
      Employee e = new Employee("George W.", "Houston, TX", 43);
                   ^
1 error

Kế thừa lớp trừu tượng

Chúng ta có thể kế thừa các thuộc tính của lớp Employee giống như lớp cụ thể theo cách sau:

Thí dụ

/* File name : Salary.java */
public class Salary extends Employee {
   private double salary;   // Annual salary
   
   public Salary(String name, String address, int number, double salary) {
      super(name, address, number);
      setSalary(salary);
   }
   
   public void mailCheck() {
      System.out.println("Within mailCheck of Salary class ");
      System.out.println("Mailing check to " + getName() + " with salary " + salary);
   }
 
   public double getSalary() {
      return salary;
   }
   
   public void setSalary(double newSalary) {
      if(newSalary >= 0.0) {
         salary = newSalary;
      }
   }
   
   public double computePay() {
      System.out.println("Computing salary pay for " + getName());
      return salary/52;
   }
}

Ở đây, bạn không thể khởi tạo lớp Nhân viên, nhưng bạn có thể khởi tạo Lớp Lương và sử dụng trường hợp này, bạn có thể truy cập vào tất cả ba trường và bảy phương thức của lớp Nhân viên như được hiển thị bên dưới.

/* File name : AbstractDemo.java */
public class AbstractDemo {

   public static void main(String [] args) {
      Salary s = new Salary("Mohd Mohtashim", "Ambehta, UP", 3, 3600.00);
      Employee e = new Salary("John Adams", "Boston, MA", 2, 2400.00);
      System.out.println("Call mailCheck using Salary reference --");
      s.mailCheck();
      System.out.println("\n Call mailCheck using Employee reference--");
      e.mailCheck();
   }
}

Điều này tạo ra kết quả sau:

Đầu ra

Constructing an Employee
Constructing an Employee
Call mailCheck using Salary reference --
Within mailCheck of Salary class 
Mailing check to Mohd Mohtashim with salary 3600.0

 Call mailCheck using Employee reference--
Within mailCheck of Salary class 
Mailing check to John Adams with salary 2400.0

Phương pháp trừu tượng

Nếu bạn muốn một lớp chứa một phương thức cụ thể nhưng bạn muốn việc triển khai thực sự của phương thức đó được xác định bởi các lớp con, bạn có thể khai báo phương thức trong lớp cha dưới dạng trừu tượng.

abstract từ khóa được sử dụng để khai báo phương thức là trừu tượng.
Bạn phải đặt abstract từ khóa trước tên phương thức trong khai báo phương thức.
Một phương thức trừu tượng chứa một chữ ký phương thức, nhưng không có thân phương thức.
Thay vì dấu ngoặc nhọn, một phương thức trừu tượng sẽ có dấu hai chấm semoi (;) ở cuối.

Sau đây là một ví dụ về phương thức trừu tượng.

Thí dụ

public abstract class Employee {
   private String name;
   private String address;
   private int number;
   
   public abstract double computePay();
   // Remainder of class definition
}

Khai báo một phương thức dưới dạng trừu tượng có hai hệ quả:

Lớp chứa nó phải được khai báo là trừu tượng.
Bất kỳ lớp nào kế thừa lớp hiện tại phải ghi đè phương thức trừu tượng hoặc khai báo chính nó là trừu tượng.

Note- Cuối cùng, một lớp con phải thực hiện phương thức trừu tượng; nếu không, bạn sẽ có một hệ thống phân cấp các lớp trừu tượng không thể được khởi tạo.

Giả sử lớp Lương kế thừa lớp Nhân viên, thì nó sẽ triển khai computePay() như hình dưới đây -

/* File name : Salary.java */
public class Salary extends Employee {
   private double salary;   // Annual salary
  
   public double computePay() {
      System.out.println("Computing salary pay for " + getName());
      return salary/52;
   }
   // Remainder of class definition
}