如何在 MATLAB 中创建抽象类对象数组

Question

例如，假设我创建了一个名为Shape的抽象类和两个名为Circle和Rectangle的子类，它们都实现了一个名为Draw的（抽象）方法。我希望能够创建许多Circle和Rectangle对象，将它们存储在数组中，并通过遍历数组来调用每个数组对象的Draw。

我尝试了如下方法：

形状：

classdef (Abstract) Shape < handle
    methods (Abstract)
        Draw(obj);
    end
end

圈子：

classdef Circle < Shape
    methods
        function obj = Draw(obj)
            disp('This is a circle');
        end
    end
end

矩形.m：

classdef Rectangle < Shape
    methods
        function obj = Draw(obj)
            disp('This is a rectangle');
        end
    end
end

测试.m：

shapes = Shape.empty();
myrect = Rectangle();
mycirc = Circle();
shapes(end + 1) = myrect;
shapes(end + 1) = mycirc;
for i = 1:size(shapes,1)
    shapes(i).Draw();
end

当我尝试运行 test.m 时，我收到以下错误消息：

Error using Shape.empty
Abstract classes cannot be instantiated.
Class 'Shape' defines abstract methods
and/or properties.
Error in test (line 1)
shapes = Shape.empty();

Answer 1

从错误中可以清楚地看出，您无法实例化抽象类（有关详细信息，请参阅塞巴斯蒂安的答案）。但是，有一个名为 matlab.mixin.Heterogeneous 的特殊超类，您可以从中派生以允许创建不同类的数组。

首先，从 Shape.m 中的matlab.mixin.Heterogeneous派生：

classdef (Abstract) Shape < handle & matlab.mixin.Heterogeneous

然后在测试脚本中，从Circle或Rectangle初始化shapes：

shapes = Circle.empty();

运行循环时，数组将更改类：

>> shapes
shapes = 
  1x2 heterogeneous Shape (Rectangle, Circle) array with no properties.
>> shapes(1)
ans = 
  Rectangle with no properties.
>> shapes(2)
ans = 
  Circle with no properties.

这应该是您所需要的，但是为了对异构数组进行额外的控制，您可以重写 getDefaultScalarElement 方法matlab.mixin.Heterogeneous以指定默认对象。对于抽象基类，这应该被覆盖：

如果根类是抽象的，或者不是异类层次结构中类的适当默认对象，则重写此方法。 getDefaultScalarElement 必须返回异类层次结构中另一个成员的实例。

假设您希望为派生自Shape的对象数组Circle默认对象：

methods (Static, Sealed, Access = protected)
    function default_object = getDefaultScalarElement
        default_object = Circle;
    end
end

现在，从 Shape 派生的对象数组中缺少的元素将填充Circle对象：

>> clear r
>> r(2) = Rectangle
r = 
  1x2 heterogeneous Shape (Circle, Rectangle) array with no properties.
>> r(1)
ans = 
  Circle with no properties.
>> r(2)
ans = 
  Rectangle with no properties.

Answer 2

从文档中：

abstract class — A class that cannot be instantiated, but that defines class components used by subclasses.

参见：Mathworks-Docs

这也是其他编程语言中抽象类的定义（如果我错了，有人纠正我）。

因此，要构造一个包含各种Shape元素的数组，我猜你要么必须使Shape非抽象的，要么实现另一个非抽象的类，所有真正的实现都继承自该类。

编辑：为了完整起见：

我尝试了您正在尝试实现的目标，乍一看，具有具有公共超类的混合元素的对象数组不存在：

>> objects(1) = Foo();
>> objects(2) = FooBar();
The following error occurred converting from FooBar to Foo:
Error using Foo
Too many input arguments.
>> FooBar
ans = 
  FooBar handle with no properties.
  Methods, Events, Superclasses

Superclasses for class FooBar:
    Foo
    handle

编辑2：请参阅chappjc针对此问题的解决方案;)