14.Kotlin 类：类的形态（一）：抽象类 (Abstract Class)

希望帮你在Kotlin进阶路上少走弯路，在技术上稳步提升。当然，由于个人知识储备有限，笔记中难免存在疏漏或表述不当的地方，也非常欢迎大家提出宝贵意见，一起交流进步。 ------ Android_小雨

整体目录：Kotlin 进阶不迷路：41 个核心知识点，构建完整知识体系

一、前言

在面向对象编程（OOP）的世界里，我们经常会遇到一种情况：我们能够清晰地描述一类事物的共同特征，但对于某些具体的行为，却无法在父类中给出确切的定义。

1.1 抽象类的核心价值

抽象类（Abstract Class）的核心价值在于定义共性模板 并约束子类实现。它像是一个半成品的蓝图，规定了建筑的基本结构（共性），但留下了某些具体的装修风格（个性）给子类去完成。

1.2 Kotlin 抽象类的设计初衷

Kotlin 设计抽象类的初衷，是在代码复用 与子类规范之间寻找平衡。

复用：将通用的状态和逻辑提取到父类，避免重复代码。
规范：通过抽象方法强制子类必须实现特定逻辑，保证业务流程的完整性。

1.3 本文核心内容预告

本文将带您深入 Kotlin 抽象类的世界，路线如下：

基础定义：语法与混合成员结构。
核心特性：不可实例化、构造函数支持与强制约束。
继承实战：4 种实现抽象成员的高级技巧。
实战场景：BaseActivity、业务模板与共性逻辑封装。

二、抽象类基础：定义与语法规范

2.1 基本语法

在 Kotlin 中，使用 abstract 关键字来修饰一个类，使其成为抽象类。

kotlin 复制代码

abstract class BaseTemplate {
    // ...
}

2.2 抽象成员

使用 abstract 修饰的属性或方法，称为抽象成员。它们没有具体的实现（没有方法体，也没有属性初始化器），仅定义了"签名"。

2.3 非抽象成员

抽象类中可以包含普通（非抽象）的成员。这些成员可以有具体的实现，供子类直接复用。这是抽象类区别于接口的重要特征之一。

2.4 基础示例（定义抽象基类）

让我们看一个包含所有成员类型的完整示例：

kotlin 复制代码

abstract class Animal(
    open val name: String // 构造函数中的属性
) {
    // 2.3 非抽象成员：有状态，有实现
    val creationTime = System.currentTimeMillis()

    fun sleep() {
        println("$name 正在睡觉")
    }

    // 2.2 抽象成员：无状态，无实现，强制子类定义
    abstract val species: String
    abstract fun makeSound()

    // open 成员：有实现，但允许子类重写
    open fun move() {
        println("移动中...")
    }
}

三、抽象类的核心特性

根据 Kotlin 官方文档，抽象类有以下核心法则：

3.1 不可直接实例化

抽象类是"半成品"，因此你不能直接创建抽象类的实例。

kotlin 复制代码

fun main() {
    // ❌ 编译错误：Cannot create an instance of an abstract class
    // val animal = Animal("Test")
}

3.2 子类的强制约束

如果一个非抽象类继承了抽象类，它必须实现（Override）父类中所有的抽象成员。这是抽象类的核心契约精神。

3.3 支持构造函数

与接口不同，抽象类可以拥有构造函数（主构造函数或次构造函数）和 init 代码块，用于初始化抽象类中的状态（State）。

3.4 兼容继承规则

抽象成员 ：隐含 open，必须被重写。
非抽象成员 ：默认为 final（不可重写）。如果希望子类能重写非抽象成员，必须显式加上 open 关键字。

四、抽象类的继承与实现步骤

4.1 子类继承抽象类

使用冒号 : 进行继承，并必须调用父类的构造函数。

4.2 实现抽象属性 / 方法

这是进阶的关键点。在 Kotlin 中，实现抽象成员有 4 种官方认可的合法方式：

kotlin 复制代码

abstract class Base {
    abstract val size: Int
}

class Concrete : Base() {
    // 方式 1：直接赋值（最常见，生成 backing field 占用内存）
    override val size: Int = 100

    // 方式 2：自定义 Getter（推荐用于计算属性，不占内存）
    // override val size: Int get() = 100

    // 方式 3：逻辑计算
    // override val size: Int get() = if (System.currentTimeMillis() > 0) 100 else 0

    // 方式 4：var + setter（少见但合法）
    // override var size: Int = 100
}

4.3 重写非抽象成员

子类可以重写父类中标记为 open 的非抽象成员，并通过 super 关键字调用父类逻辑。

4.4 完整实战示例

我们将 Shape 抽象类落地为具体的 Circle。

kotlin 复制代码

// 抽象父类
abstract class Shape(val color: String) {
    abstract fun calculateArea(): Double

    open fun printInfo() {
        println("I am a $color shape.")
    }
}

// 子类实现
class Circle(color: String, val radius: Double) : Shape(color) {
    // 必须实现抽象方法
    override fun calculateArea(): Double = Math.PI * radius * radius

    // 选择性重写 open 方法
    override fun printInfo() {
        super.printInfo() // 复用父类逻辑
        println("Type: Circle, Radius: $radius")
    }
}

五、抽象类的典型应用场景

5.1 框架基础模板 (Android BaseActivity)

利用抽象类统一生命周期管理和初始化流程，这是 Android 开发中最经典的应用。

kotlin 复制代码

abstract class BaseActivity : AppCompatActivity() {

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(getLayoutId()) // 模板逻辑：设置布局
        initViews()                   // 模板逻辑：初始化视图
        initData()                    // 模板逻辑：加载数据
    }

    // 强制子类提供布局 ID
    abstract fun getLayoutId(): Int

    // 强制子类实现初始化逻辑
    abstract fun initViews()
    abstract fun initData()
}

5.2 业务规范定义 (支付策略)

强制子类实现核心业务逻辑，确保业务完整性。

kotlin 复制代码

abstract class PaymentProcessor {
    // 核心支付逻辑，强制子类实现（支付宝、微信、银行卡逻辑不同）
    abstract fun pay(amount: Double)

    // 公共逻辑：支付前检查（可复用，也可重写）
    open fun checkRisk(): Boolean {
        println("执行通用风控检查...")
        return true
    }
}

5.3 共性逻辑封装 (Template Method 模式)

在 ViewModel 或 Presenter 层，封装数据加载的"骨架"。

kotlin 复制代码

abstract class BaseViewModel {
    // 模板方法：定义加载数据的标准流程
    fun loadData() {
        showLoading()
        try {
            val data = fetchData() // 具体获取数据的逻辑由子类决定
            showSuccess(data)
        } catch (e: Exception) {
            showError(e)
        }
    }

    abstract fun fetchData(): Any
    // ... 省略 showLoading 等通用实现
}

六、抽象类的使用边界与注意事项

6.1 与普通类的核心区别

特性	普通类 (Class)	抽象类 (Abstract Class)
实例化	可以直接创建对象	不可实例化
成员修饰	默认为 final	默认为 open (抽象成员)，支持 abstract 修饰
用途	具体业务实现	继承体系的基石/模板

6.2 与接口的初步区分

这是架构选型时的关键决策点：

特性	抽象类	接口 (Interface)
状态 (State)	支持（有 backing field）	不支持（无状态）
构造函数	支持	不支持
多继承	不支持（单继承）	支持
设计意图	Is-A (它是...)、模板复用	Can-Do (它能...)、行为契约

6.3 避坑点 (常见编译错误)

错误信息	原因与解法
`Abstract member not implemented`	子类忘记实现抽象方法。解法：添加 override 实现。
`Property must be initialized or be abstract`	属性没赋值也没加 abstract。解法：初始化或声明为 abstract。
`This type is final`	试图继承普通类。解法：父类加 open 或 abstract。

七、总结与最佳实践

7.1 核心知识点回顾

关键字 ：abstract。
三大特征：不可实例化、包含抽象成员、强制子类实现。
继承规则：单继承，抽象成员必须 override，非抽象成员需 open 才可 override。

7.2 适用场景

当多个类之间存在明显的家族相似性 （Is-A 关系），且你需要复用代码 （状态/具体方法）同时又需要强制约束某些行为时，抽象类是最佳选择。

7.3 实践建议

多组合，少继承：抽象类虽好，但继承耦合度高。仅在确实需要模板复用时使用。
命名规范 ：通常以 Base 开头（如 BaseActivity）或直接使用名词（如 Shape），清晰表达其作为基类的身份。