【Java】抽象类与抽象方法

一、 抽象类的定义

抽象类是用 abstract 关键字修饰的类。它不能被实例化，通常作为其他类的基类（父类）。

[访问修饰符] abstract class 类名 {
    // 类体
}

示例：

public abstract class Animal {
    // 抽象类可以包含普通方法、抽象方法、属性等
    public void sleep() {
        System.out.println("Animal is sleeping");
    }

    // 抽象方法
    public abstract void makeSound();
}

1.1 抽象类的特点

• 抽象类不能实例化
  抽象类不能直接创建对象，只能通过子类来实例化。

  Animal animal = new Animal(); // 错误：抽象类不能实例化
  Animal dog = new Dog();       // 正确：通过子类实例化
  

• 抽象类可以有任意成员
  抽象类可以包含：普通方法（非抽象方法）、构造器、静态属性和抽象方法

  public abstract class Animal {
      // 普通方法
      public void sleep() {
          System.out.println("Animal is sleeping");
      }
  
      // 构造器
      public Animal() {
          System.out.println("Animal constructor");
      }
  
      // 静态属性
      public static String type = "Mammal";
  
      // 抽象方法
      public abstract void makeSound();
  }
  

二、 抽象方法的定义

抽象方法是用 abstract 关键字修饰的方法。它没有方法体（即没有实现），必须由子类重写。

[访问修饰符] abstract 返回类型 方法名(参数列表);

public abstract void makeSound(); // 抽象方法，没有方法体

2.1 抽象方法的特点

• 抽象方法不能有主体
  抽象方法只有声明，没有实现（即没有方法体）。

  public abstract void makeSound(); // 正确
  public abstract void makeSound() { } // 错误：抽象方法不能有主体
  

• 抽象方法不能用 final、private、static 修饰

  • final：抽象方法需要被子类重写，而 final 方法不能被重写。
  • private：抽象方法需要被子类访问和实现，而 private 方法不能被子类访问。
  • static：抽象方法依赖于实例，而 static 方法不依赖于实例。

  public abstract class Animal {
      // 以下写法都是错误的
      public final abstract void makeSound(); // 错误：final 不能修饰抽象方法
      private abstract void makeSound();      // 错误：private 不能修饰抽象方法
      public static abstract void makeSound();// 错误：static 不能修饰抽象方法
  }
  

三、 抽象方法与抽象类的关系

• 类中有抽象方法，该类一定是抽象类
  如果一个类包含抽象方法，那么这个类必须声明为抽象类。因为如果一个类包含抽象方法，那么这个类无法提供完整的实现，因此不能直接实例化，而class Animal的意思是可以实例化。

  public abstract class Animal {
      public abstract void makeSound(); // 抽象方法
  }
  

• 抽象类中可以没有抽象方法
  抽象类可以不包含抽象方法，但仍然不能实例化。

  public abstract class Animal {
      public void sleep() {
          System.out.println("Animal is sleeping");
      }
  }
  

四、继承抽象类

当一个类继承抽象类时，它必须实现抽象类中的所有抽象方法，或者将自己也声明为抽象类。

• 实现所有抽象方法
  子类必须实现父类中的所有抽象方法。

  public abstract class Animal {
      public abstract void makeSound();
  }
  
  public class Dog extends Animal {
      @Override
      public void makeSound() {
          System.out.println("Woof!");
      }
  }
  

• 声明为抽象类
  如果子类没有实现父类的所有抽象方法，那么子类也必须声明为抽象类。

  public abstract class Animal {
      public abstract void makeSound();
  }
  
  public abstract class Bird extends Animal {
      // 没有实现 makeSound()，所以 Bird 必须是抽象类
  }
  

五、 抽象类 vs 接口

特性	抽象类	接口
关键字	abstract class	interface
实例化	不能实例化	不能实例化
方法实现	可以包含普通方法和抽象方法	Java 8 之前只能包含抽象方法
多继承	不支持（单继承）	支持（多实现）
构造器	可以有构造器	不能有构造器
成员变量	可以是普通变量	只能是常量（public static final）
设计目的	代码复用和层次化设计	定义规范和扩展功能