Part 5 抽象

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1 抽象类与抽象方法

1.1 抽象类

所有对象都是由类描述的，但并不是所有的类都是用来描述对象的。如果一个类的信息不足以描述对象，那么就称这个类为抽象类。

在 Java 中使用abstract关键字声明一个抽象类。抽象类通常用Abstract开头命名。

public abstract class AbstractPrinter {
    public void print() {
        System.out.println("这是一台打印机");
    }
}

因为抽象类中的信息不足以描述一个具体的对象，因此抽象类无法被实例化。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        AbstractPrinter printer = new AbstractPrinter(); // ERROR: 'Printer' 为 abstract；无法实例化
    }
}

抽象类只能被继承后实例化。

public class ColorPrinter extends AbstractPrinter {
    // ...
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Printer printer = new ColorPrinter();
        printer.print(); // 这是一台打印机
    }
}

1.2 抽象方法

如果你想设计这样一个类，该类包含一个特殊的成员方法，该方法在父类中没有具体实现，而由它的子类确定，那么你可以在父类用abstract来声明一个抽象方法。

抽象方法和普通方法相似，都有返回值类型、方法名、参数，不同的是抽象方法没有方法体。

我们把Printer中的print()方法改为抽象方法，并在子类ColorPrinter中实现。

public abstract class AbstractPrinter {
    public abstract void print();
}

public class ColorPrinter extends AbstractPrinter {
    @Override
    public void print() {
        System.out.println("这是一台彩色打印机");
    }
}

所有的抽象方法必须在子类中重写，除非子类也是抽象类。

public class LegacyPrinter extends Printer { // ERROR: 类“LegacyPrinter”必须声明为抽象，或为实现“Printer”中的抽象方法“print()”
    // 不实现`print()`抽象方法
}

public abstract class AbstractLegacyPrinter extends Printer {
    // 不实现`print()`抽象方法
}

抽象类中不一定包含抽象方法，但是有抽象方法的类必定是抽象类。

构造方法、静态方法不能声明为抽象方法。

2 接口

接口是一系列抽象方法的集合。一个类通过实现接口的方式，从而来实现接口的抽象方法。

类描述对象的属性和方法而接口则包含类要实现的方法。除非实现接口的类是抽象类，否则该类要定义接口中的所有方法。

2.1 接口的声明与实现

使用interface来声明一个接口，通常接口命名以I开头。

接口是天然抽象的，因此声明接口时不必使用abstract。

接口中的方法也都是抽象的，因此声明方法时也不需要abstract关键字。

接口中的方法都是公有的，因此public也可以缺省。并且不能使用其他的修饰符控制权限。

public interface IPrinter {
    void print();
}

然后使用implements来把这个接口实现为一个类。同样地，除非你实现的是一个抽象类，否则必须重写接口中的所有方法。

public class Printer implements IPrinter {
    @Override
    public void print(){
        System.out.println("这是一台打印机");
    };
}

2.2 接口的继承

一个类能继承另一个类，一个接口也能继承另一个接口。同样使用extends关键字。

继承的接口拥有被继承的接口的所有抽象方法。

public interface IColorPrinter extends IPrinter {
    void ColorfulPrint();
}

public class ColorPrinter implements IColorPrinter {
    // 重写接口`IPrinter`的方法
    @Override
    public void print() {
        System.out.println("这是一台打印机");
    }

    // 重写接口`IColorPrinter`的方法
    @Override
    public void ColorfulPrint() {
        System.out.println("这还是一台彩色打印机");
    }
}

与类不同，一个接口可以继承多个接口，继承的接口拥有所有被继承的接口的所有抽象方法。

public interface IBase {
    void baseMethod();
}

public interface IAnotherBase {
    void anotherBaseMethod();
}

public interface IUpper extends IBase, IAnotherBase {
    void upperMethod();
}

public class Upper implements IUpper{
    @Override
    public void baseMethod() {
        // ...
    }

    @Override
    public void anotherBaseMethod() {
        // ...
    }

    @Override
    public void upperMethod() {
        // ...
    }
}

2.3 在接口中声明变量

只能声明常量字段，这些字段隐式地为public static final，并且必须初始化。

interface Base {
    int number = 666;
}

3 抽象类与接口的区别

抽象类可以包含抽象方法，也可以包含具体方法。接口只能包含抽象方法，除非是默认方法或者静态方法。
抽象类可以有成员变量，但接口只能声明public static final的变量。
抽象类有构造方法，而接口无构造方法。
抽象类只能单继承，而接口可以多继承。

抽象类更适合用来描述具有共同属性或行为的类的共性，并提供部分实现。