Java™ 教程（抽象方法和类）

抽象方法和类

抽象类是一个声明为abstract的类 — 它可能包括也可能不包括抽象方法，抽象类无法实例化，但可以进行子类化。

抽象方法是在没有实现的情况下声明的方法（没有大括号，后跟分号），如下所示：

abstract void moveTo(double deltaX, double deltaY);

如果一个类包含抽象方法，那么该类本身必须被声明为abstract，如：

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，如果没有，那么子类也必须声明为abstract。

注意：未声明为default或static的接口（参见接口部分）中的方法是隐式抽象的，因此abstract修饰符不用于接口方法（可以使用，但不需要）。

抽象类与接口相比

抽象类与接口类似，你不能实例化它们，它们可能包含有或没有实现声明的方法的组合，但是，使用抽象类，你可以声明非静态和final的字段，并定义public、protected和private的具体方法。使用接口，所有字段都自动为public、static和final，并且你声明或定义的所有方法（作为默认方法）都是public，此外，你只能扩展一个类，无论它是否是抽象的，而你可以实现任意数量的接口。

你应该使用哪个，抽象类或接口？

• 如果任何这些语句适用于你的情况，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。
  • 你希望扩展抽象类的类具有许多公共方法或字段，或者需要非公共的访问修饰符（如protected和private）。
  • 你想声明非静态或非最终字段，这使你能够定义能够访问和修改它们所属的对象的状态的方法。

• 如果任何这些语句适用于你的情况，请考虑使用接口：

  • 你希望不相关的类将实现你的接口，例如，Comparable和Cloneable接口由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。
  • 你希望利用类型的多重继承。

JDK中的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AbstractMap定义的许多方法（包括get、put、isEmpty、containsKey和containsValue）。

JDK中实现多个接口的类的一个示例是HashMap，它实现了Serializable、Cloneable和Map<K, V>接口。通过阅读这个接口列表，你可以推断出HashMap的实例（无论是实现该类的开发人员或公司）可以克隆，可序列化（这意味着它可以转换为字节流）。请参阅Serializable Objects部分，并具有map的功能，此外，Map<K, V>接口已经增强了许多默认方法，例如merge和forEach，实现此接口的旧类不必定义。

请注意，许多软件库都使用抽象类和接口，HashMap类实现了几个接口，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，你可以绘制圆形、矩形、线条、贝塞尔曲线和许多其他图形对象，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：moveTo、rotate、resize、draw）。所有图形对象中的一些状态和行为都是相同的（例如：位置、填充颜色和moveTo），其他需要不同的实现（例如，resize或draw）。所有GraphicObjects必须能够自己绘制或调整大小，它们只是做的方式不同，这是抽象超类的完美情况。你可以利用相似性并声明所有图形对象从同一个抽象父对象（例如，GraphicObject）继承，如下图所示。

首先，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还声明了方法的抽象方法，例如draw或resize，它们需要由所有子类实现，但必须以不同的方式实现，GraphicObject类看起来像这样：

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）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

在接口一节中，注意到实现接口的类必须实现所有接口的方法，但是，可以定义一个不实现所有接口方法的类，前提是该类被声明为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必须是abstract，因为它没有完全实现Y，但实际上，类XX实现了Y。

类成员

抽象类可以具有静态字段和静态方法，你可以像使用任何其他类一样使用带有类引用的静态成员（例如，AbstractClass.staticMethod()）。

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