抽象方法和类

抽象类是一种声明为抽象的类——它可能包含抽象方法，也可能不包含。抽象类不能被实例化，但可以被继承。
抽象方法是指声明时未提供实现（不带大括号且后跟分号）的方法，例如：

abstract void moveTo(double deltaX, double deltaY);

如果类包含抽象方法，则该类本身必须声明为抽象类，例如：

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

当抽象类被派生时，子类通常会为父类中的所有抽象方法提供实现。然而，如果子类未提供实现，则该子类也必须声明为抽象类。

注意：接口（参见“接口”章节）中未声明为默认或静态的方法默认即为抽象方法，因此接口方法无需显式使用抽象修饰符（虽然可以使用，但并非必要）。

抽象方法与接口的对比

抽象类与接口相似。它们无法被实例化，且可能包含声明时带或不带实现的方法混合体。但抽象类允许声明非静态非最终的字段，并定义 public、protected 及 private 具体方法。而接口中所有字段均自动成为 public、static 和 final，所有声明或定义的方法（包括默认方法）均为 public 。此外，无论是否为抽象类，类最多只能继承一个父类；而接口则可实现任意数量。

你应该使用抽象类还是接口？

• 如果以下任何情况适用于您的场景，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。
  • 你期望继承自抽象类的子类具有许多共同的方法或字段，或者需要使用除 public 之外的访问修饰符（如 protected 和 private ）。
  • 你需要声明 non-static 或 non-final 字段。这使你能够定义方法，这些方法能够访问并修改其所属对象的状态。
• 如果以下任何情况适用于您的场景，请考虑使用接口：
  • 你期望无关联的类会实现你的接口。例如，Comparable 和 Cloneable 接口就被许多无关联的类所实现。
  • 你希望指定特定数据类型的行为，但并不关心由谁来实现该行为。
  • 你想要利用类型的多重继承特性。

JDK中抽象类的示例是AbstractMap，它属于集合框架的一部分。其子类（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示例是 HashMap，它实现了 Serializable、Cloneable 和 Map<K, V> 接口。通过阅读这些接口列表，可以推断出HashMap的实例（无论由哪个开发者或公司实现该类）都具备可克隆性、可序列化（即能转换为字节流，详见”可序列化对象”章节）以及映射功能。此外，Map<K, V>接口已通过merge()和forEach()等众多默认方法得到增强，这些方法在早期实现该接口的类中无需额外定义。

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，同时也继承了抽象类 AbstractMap。

一个抽象类的例子

在面向对象的绘图应用程序中，您可以绘制圆形、矩形、直线、贝塞尔曲线以及许多其他图形对象。这些对象都具有某些共有的状态（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）。其中部分状态与行为适用于所有图形对象（例如：位置、填充颜色、moveTo），而另一些则需要不同实现（例如：resize或draw）。

所有图形对象都必须能够绘制自身或调整自身大小，它们只是实现方式不同。这种情况正是抽象超类的理想应用场景。你可以利用它们的共同特性，声明所有图形对象都继承自同一个抽象父对象，例如图形对象（GraphicObject）。

首先，声明一个抽象类 GraphicObject，用于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，如 draw() 或 resize()，这些方法需要由所有子类实现，但必须以不同方式实现。GraphicObject 类可以如下所示：

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（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

在接口章节中提到，实现接口的类必须实现该接口的所有方法。然而，只要声明该类为抽象类，就可以定义一个不实现接口所有方法的类。例如：

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

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

在此情况下，类 X 必须是抽象类，因为它并未完整实现 Y，但类 XX 实际上确实实现了 Y。

类成员

抽象类可以包含静态字段和静态方法。你可以像使用其他类一样，通过类引用调用这些静态成员（例如：AbstractClass.staticMethod()）。