抽象方法和类

抽象方法和类

抽象类是声明为abstract的类 - 它可能包含也可能不包含抽象方法。抽象类不能被实例化，但可以被子类化。

抽象方法是声明没有实现（没有大括号，后面跟着分号）的方法，如下所示

abstract void moveTo(double deltaX, double deltaY);

如果类包含抽象方法，那么类本身必须声明为abstract，如下所示

public abstract class GraphicObject {
   // declare fields
   // declare nonabstract methods
   abstract void draw();
}

当抽象类被子类化时，子类通常为其父类中的所有抽象方法提供实现。但是，如果它没有这样做，那么子类也必须声明为abstract。

注意：接口中的方法（参见接口部分）如果没有声明为默认或静态，则隐式为抽象方法，因此抽象修饰符不用于接口方法。（可以使用，但没有必要。）

抽象类与接口的比较

抽象类类似于接口。您不能实例化它们，并且它们可能包含声明有或没有实现的方法的混合。但是，对于抽象类，您可以声明非静态和非最终字段，并定义public、protected和private具体方法。对于接口，所有字段自动为public、static和final，并且您声明或定义（作为默认方法）的所有方法都为public。此外，您只能扩展一个类，无论它是否为抽象类，而您可以实现任意数量的接口。

您应该使用抽象类还是接口？

• 如果您的情况符合以下任何一项，请考虑使用抽象类

  • 您希望在几个密切相关的类之间共享代码。
  • 您预计扩展抽象类的类具有许多共同方法或字段，或者需要除 public 之外的访问修饰符（例如protected和private）。
  • 您希望声明非静态或非最终字段。这使您能够定义可以访问和修改它们所属对象的 state 的方法。

• 如果您的情况符合以下任何一项，请考虑使用接口

  • 您预计不相关的类将实现您的接口。例如，接口Comparable和Cloneable由许多不相关的类实现。
  • 您希望指定特定数据类型的行为，但不关心谁实现其行为。
  • 您希望利用类型的多重继承。

JDK 中抽象类的示例是AbstractMap，它是集合框架的一部分。它的子类（包括HashMap、TreeMap和ConcurrentHashMap）共享许多方法（包括get()、put()、isEmpty()、containsKey()和containsValue()），这些方法由AbstractMap定义。

JDK 中实现多个接口的类的示例是HashMap，它实现了接口Serializable、Cloneable和Map<K, V>。通过阅读此接口列表，您可以推断出HashMap的实例（无论开发人员或公司是谁实现的类）都可以克隆，是可序列化的（这意味着它可以转换为字节流；参见可序列化对象部分），并且具有 map 的功能。此外，Map<K, V>接口已通过许多默认方法（例如merge()和forEach()）进行了增强，这些方法不需要以前实现此接口的类定义。

请注意，许多软件库同时使用抽象类和接口；HashMap类实现多个接口，并且还扩展了抽象类AbstractMap。

抽象类示例

在面向对象的绘图应用程序中，您可以绘制圆形、矩形、线条、贝塞尔曲线以及许多其他图形对象。这些对象都具有某些状态（例如：位置、方向、线条颜色、填充颜色）和行为（例如：移动到、旋转、调整大小、绘制）的共同点。其中一些状态和行为对于所有图形对象都是相同的（例如：位置、填充颜色和移动到）。其他需要不同的实现（例如，调整大小或绘制）。

所有 GraphicObjects 都必须能够绘制或调整自身大小；它们只是在如何做到这一点方面有所不同。这非常适合抽象超类。您可以利用这些相似之处，并声明所有图形对象都从同一个抽象父对象继承，例如GraphicObject。

首先，您声明一个抽象类GraphicObject，以提供所有子类完全共享的成员变量和方法，例如当前位置和moveTo()方法。GraphicObject还声明了抽象方法，用于需要由所有子类实现但必须以不同方式实现的方法，例如draw()或resize()。GraphicObject类可能看起来像这样

abstract class GraphicObject {
    int x, y;
    ...
    void moveTo(int newX, int newY) {
        ...
    }
    abstract void draw();
    abstract void resize();
}

GraphicObject的每个非抽象子类（例如Circle和Rectangle）都必须为draw()和resize()方法提供实现

class Circle extends GraphicObject {
    void draw() {
        ...
    }
    void resize() {
        ...
    }
}
class Rectangle extends GraphicObject {
    void draw() {
        ...
    }
    void resize() {
        ...
    }
}

当抽象类实现接口时

在接口部分，我们注意到实现接口的类必须实现接口的所有方法。但是，可以定义一个不实现接口所有方法的类，前提是该类声明为abstract。例如，

abstract class X implements Y {
  // implements all but one method of Y
}

class XX extends X {
  // implements the remaining method in Y
}

在这种情况下，类X必须为抽象类，因为它没有完全实现Y，但类XX实际上实现了Y。

类成员

抽象类可以具有static字段和static方法。您可以使用类引用（例如，AbstractClass.staticMethod()）使用这些static成员，就像使用任何其他类一样。