抽象方法和类

一个抽象类是一个被声明为abstract的类，它可以包含抽象方法，也可以不包含。抽象类不能被实例化，但可以被子类继承。

抽象方法是一个没有实现的方法（没有大括号，并且跟着一个分号），像这样：

abstract void moveTo(double deltaX, double deltaY);

如果一个类包含抽象方法，那么这个类本身必须被声明为abstract，像这样：

public abstract class GraphicObject {
   // 声明字段
   // 声明非抽象方法
   abstract void draw();
}

当一个抽象类被子类继承时，子类通常为父类的所有抽象方法提供实现。但是，如果没有提供实现，那么子类也必须被声明为abstract。

抽象类与接口的比较

抽象类与接口相似。它们都不能被实例化，并且可以包含有实现或没有实现的方法。然而，抽象类可以声明非静态和非最终的字段，并定义公共的、受保护的和私有的具体方法。接口中的所有字段都自动是公共的、静态的和最终的，你所声明或定义的所有方法（作为默认方法）也都是公共的。此外，你只能扩展一个类（无论是否为抽象类），而你可以实现任意数量的接口。

在使用抽象类或接口时，应该选择哪个？

• 如果以下任何情况适用于你的情况，请考虑使用抽象类：
  • 你希望在几个密切相关的类之间共享代码。
  • 你期望扩展你的抽象类的类具有许多共同的方法或字段，或者需要使用除了公共（例如受保护和私有）之外的访问修饰符。
  • 你想声明非静态或非最终字段。这样可以定义可以访问和修改所属对象状态的方法。
• 如果以下任何情况适用于你的情况，请考虑使用接口：
  • 你期望不相关的类实现你的接口。例如，接口Comparable和Cloneable被许多不相关的类实现。
  • 你希望指定特定数据类型的行为，但不关心谁实现其行为。
  • 你想利用类型的多重继承。

JDK中抽象类的一个示例是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），这些方法是由AbstractMap定义的。

JDK中实现多个接口的类的一个示例是HashMap，它实现了接口Serializable、Cloneable和Map<K, V>。通过阅读这些接口的列表，您可以推断出HashMap的实例（不论是哪个开发者或公司实现了该类）可以被克隆，是可序列化的（这意味着它可以被转换为字节流；请参阅可序列化对象部分），并且具有映射的功能。此外，Map<K, V>接口已经通过许多默认方法（如merge和forEach）进行了增强，而早期实现了此接口的类不需要定义这些方法。

请注意，许多软件库同时使用抽象类和接口；HashMap类实现了多个接口，并且还继承了抽象类AbstractMap。

抽象类示例

在面向对象的绘图应用程序中，您可以绘制圆圈、矩形、线条、贝塞尔曲线和许多其他图形对象。这些对象都有一些共同的状态（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）。其中一些状态和行为对所有图形对象都是相同的（例如：位置、填充颜色和移动到）。其他状态和行为则需要不同的实现（例如，调整大小或绘制）。所有的GraphicObject都必须能够自我绘制或调整大小；它们只是在如何执行这些操作上存在差异。这是使用抽象超类的完美情况。您可以利用这些相似之处，并声明所有图形对象都继承自同一个抽象父对象（例如，GraphicObject），如下图所示：

矩形、线条、贝塞尔曲线和圆圈继承自GraphicObject

首先，您声明一个抽象类GraphicObject，以提供所有子类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，用于需要所有子类实现但以不同方式实现的方法，例如draw或resize。 GraphicObject类可能如下所示：

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

每个非抽象子类，例如Circle和Rectangle，必须提供draw和resize方法的实现：

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

在接口部分中指出，实现接口的类必须实现所有接口的方法。然而，如果类被声明为abstract，则可以定义一个不实现所有接口方法的类。例如：

abstract class X implements Y {
  // 实现了除了Y中一个方法之外的所有方法
}

class XX extends X {
  // 实现了Y中剩余的方法
}

在这种情况下，类X必须是abstract，因为它没有完全实现Y，但是类XX确实实现了Y。

类成员

抽象类可以有static字段和static方法。您可以像使用其他类一样，使用类引用调用这些静态成员（例如，AbstractClass.staticMethod()）。