一、抽象类的基本概念

普通类是一个完善的功能类，可以直接产生实例化对象，并且在普通类中可以包含有构造方法、普通方法、static方法、常量和变量等内容。

而抽象类是指在普通类的结构里面增加抽象方法的组成部分。

那么什么叫抽象方法呢？在所有的普通方法上面都会有一个“{}”，这个表示方法体，有方法体的方法一定可以被对象直接使用。而抽象方法，是指没有方法体的方法，同时抽象方法还必须使用关键字abstract做修饰。

而拥有抽象方法的类就是抽象类，抽象类要使用abstract关键字声明。

范例：定义一个抽象类

abstract class A{//定义一个抽象类

    public void fun(){//普通方法
        System.out.println("存在方法体的方法");
    }

    public abstract void print();//抽象方法，没有方法体，有abstract关键字做修饰

}

抽象类的特点：

1，抽象方法一定在抽象类中。
2，抽象方法和抽象类都必须被abstract关键字修饰。
3，抽象类不可以用new创建和实例化对象。因为抽象类本身就是不完整的。
4，抽象类中的抽象方法要被使用，必须由子类复写所有的抽象方法后，建立子类对象调用。
    如果子类只覆盖了部分抽象方法，那么该子类还是一个抽象类。  

二、抽象类的使用

抽象类的注意事项：

• 抽象类不能实例化 不能造对象（抽象类中一定也有构造器，用于创建子类对象时此构造器可以被调用）
• 抽象类中不一定有抽象方法，但是抽象方法一定存在于抽象类中
• 若子类重写了父类中所有的抽象方法，则意味着此子类方可进行实例化
• 若子类没有重写父类中所有的抽象方法，意味着此子类是一个抽象方法,且不能进行实例化
• 子类重写抽象方法 不光是直接父类的抽象方法 也包括间接父类的抽象方法

抽象方法的注意事项：

• 抽象方法一定存在于抽象类中，抽象方法没有方法体
• 子类如果继承了抽象类，且该子类不是一个抽象类，一定要重写抽象类中的所有方法

范例：直接实例化抽象类的对象

package com.wz.abstractdemo;

abstract class A{//定义一个抽象类

    public void fun(){//普通方法
        System.out.println("存在方法体的方法");
    }

    public abstract void print();//抽象方法，没有方法体，有abstract关键字做修饰

}

public class TestDemo {

    public static void main(String[] args) {
        A a = new A();
    }
}

运行：

Exception in thread "main" java.lang.Error: Unresolved compilation problem: 
    Cannot instantiate the type A

    at com.wz.abstractdemo.TestDemo.main(TestDemo.java:15)

从上可知，A是抽象的，无法直接进行实例化操作。为什么不能直接实例化呢？当一个类实例化之后，就意味着这个对象可以调用类中的属性或者放过了，但在抽象类里存在抽象方法，而抽象方法没有方法体，没有方法体就无法进行调用。既然无法进行方法调用的话，又怎么去产生实例化对象呢。

抽象类的使用原则如下： 

（1）抽象方法必须为public或者protected（因为如果为private，则不能被子类继承，子类便无法实现该方法），缺省情况下默认为public； 
（2）抽象类不能直接实例化，需要依靠子类采用向上转型的方式处理； 
（3）抽象类必须有子类，使用extends继承，一个子类只能继承一个抽象类； 
（4）子类（如果不是抽象类）则必须覆写抽象类之中的全部抽象方法（如果子类没有实现父类的抽象方法，则必须将子类也定义为为abstract类。）；

范例：

package com.wz.abstractdemo;

abstract class A{//定义一个抽象类

    public void fun(){//普通方法
        System.out.println("存在方法体的方法");
    }

    public abstract void print();//抽象方法，没有方法体，有abstract关键字做修饰

}
//单继承
class B extends A{//B类是抽象类的子类，是一个普通类

    @Override
    public void print() {//强制要求覆写
        System.out.println("Hello World !");
    }

}
public class TestDemo {

    public static void main(String[] args) {
        A a = new B();//向上转型

        a.fun();//被子类所覆写的过的方法
    }
}

运行结果：

Hello World !

现在就可以清楚的发现： 

（1）抽象类继承子类里面有明确的方法覆写要求，而普通类可以有选择性的来决定是否需要覆写； 
（2）抽象类实际上就比普通类多了一些抽象方法而已，其他组成部分和普通类完全一样； 
（3）普通类对象可以直接实例化，但抽象类的对象必须经过向上转型之后才可以得到。

虽然一个类的子类可以去继承任意的一个普通类，可是从开发的实际要求来讲，普通类尽量不要去继承另外一个普通类，而是去继承抽象类。

三、抽象类的使用限制

（1）抽象类中有构造方法么？ 
由于抽象类里会存在一些属性，那么抽象类中一定存在构造方法，其存在目的是为了属性的初始化。 
并且子类对象实例化的时候，依然满足先执行父类构造，再执行子类构造的顺序。

范例如下：

package com.wz.abstractdemo;

abstract class A{//定义一个抽象类

    public A(){
        System.out.println("*****A类构造方法*****");
    }

    public abstract void print();//抽象方法，没有方法体，有abstract关键字做修饰

}
//单继承
class B extends A{//B类是抽象类的子类，是一个普通类

    public B(){
        System.out.println("*****B类构造方法*****");
    }

    @Override
    public void print() {//强制要求覆写
        System.out.println("Hello World !");
    }

}
public class TestDemo {

    public static void main(String[] args) {
        A a = new B();//向上转型
    }

}

执行结果：

*****A类构造方法*****
*****B类构造方法*****

（2）抽象类可以用final声明么？ 
不能，因为抽象类必须有子类，而final定义的类不能有子类；

（3）抽象类能否使用static声明？ 
先看一个关于外部抽象类的范例：

package com.wz.abstractdemo;

static abstract class A{//定义一个抽象类

    public abstract void print();

}

class B extends A{

    public void print(){
        System.out.println("**********");
    }
}
public class TestDemo {

    public static void main(String[] args) {
        A a = new B();//向上转型
        a.print();
    }

}

执行结果

Exception in thread "main" java.lang.Error: Unresolved compilation problem: 
    Illegal modifier for the class A; only public, abstract & final are permitted

    at com.wz.abstractdemo.A.<init>(TestDemo.java:3)
    at com.wz.abstractdemo.B.<init>(TestDemo.java:9)
    at com.wz.abstractdemo.TestDemo.main(TestDemo.java:18)

再看一个关于内部抽象类：

package com.wz.abstractdemo;

abstract class A{//定义一个抽象类

    static abstract class B{//static定义的内部类属于外部类
        public abstract void print();
    }

}

class C extends A.B{

    public void print(){
        System.out.println("**********");
    }
}
public class TestDemo {

    public static void main(String[] args) {
        A.B ab = new C();//向上转型
        ab.print();
    }

}

执行结果：

**********

由此可见，外部抽象类不允许使用static声明，而内部的抽象类运行使用static声明。使用static声明的内部抽象类相当于一个外部抽象类，继承的时候使用“外部类.内部类”的形式表示类名称。

（4）可以直接调用抽象类中用static声明的方法么？ 
任何时候，如果要执行类中的static方法的时候，都可以在没有对象的情况下直接调用，对于抽象类也一样。 
范例如下：

package com.wz.abstractdemo;

abstract class A{//定义一个抽象类

    public static void print(){
        System.out.println("Hello World !");
    }

}

public class TestDemo {

    public static void main(String[] args) {
        A.print();
    }

}

运行结果：

Hello World !

（5）有时候由于抽象类中只需要一个特定的系统子类操作，所以可以忽略掉外部子类。这样的设计在系统类库中会比较常见，目的是对用户隐藏不需要知道的子类。 
范例如下：

package com.wz.abstractdemo;

abstract class A{//定义一个抽象类
    public abstract void print();

    private static class B extends A{//内部抽象类子类

        public void print(){//覆写抽象类的方法
            System.out.println("Hello World !");
        }
    }

    //这个方法不受实例化对象的控制
    public static A getInstance(){
        return new B();
    }

}

public class TestDemo {

    public static void main(String[] args) {

        //此时取得抽象类对象的时候完全不需要知道B类这个子类的存在
        A a = A.getInstance();
        a.print();
    }
}

运行结果：

Hello World !

四、抽象类的应用——模板设计模式

例如，现在有三类事物： 
（1）机器人：充电，工作； 
（2）人：吃饭，工作，睡觉； 
（3）猪：进食，睡觉。 
现要求实现一个程序，可以实现三种不同事物的行为。

先定义一个抽象行为类：

package com.wz.abstractdemo;

public abstract class Action{

    public static final int EAT = 1 ;
    public static final int SLEEP = 3 ;
    public static final int WORK = 5 ;

    public abstract void eat();
    public abstract void sleep();
    public abstract void work();

    public void commond(int flags){
      switch(flags){
        case EAT:
            this.eat();
            break;
        case SLEEP:
            this.sleep();
            break;
        case WORK:
            this.work();
            break;
        case EAT + SLEEP:
            this.eat();
            this.sleep();
            break;
        case SLEEP + WORK:
            this.sleep();
            this.work();
            break;
        default:
            break;
        }
    }
}

定义一个机器人的类：

package com.wz.abstractdemo;

public class Robot extends Action{

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("机器人充电");

    }

    @Override
    public void sleep() {

    }

    @Override
    public void work() {
        System.out.println("机器人工作");

    }

}

定义一个人的类：

package com.wz.abstractdemo;

public class Human extends Action{

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("人吃饭");

    }

    @Override
    public void sleep() {
        System.out.println("人睡觉");

    }

    @Override
    public void work() {
        System.out.println("人工作");

    }

}

定义一个猪的类：

package com.wz.abstractdemo;

public class Pig extends Action{

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猪进食");

    }

    @Override
    public void sleep() {
        System.out.println("猪睡觉");

    }

    @Override
    public void work() {


    }

}

测试主类：

package com.wz.abstractdemo;

public class AbstractDemo {

    public static void main(String[] args) {

        fun(new Robot());

        fun(new Human());

        fun(new Pig());

    }

    public static void fun(Action act){
        act.commond(Action.EAT);
        act.commond(Action.SLEEP);
        act.commond(Action.WORK);
    }

}

运行结果：

机器人充电
机器人工作
人吃饭
人睡觉
人工作
猪进食
猪睡觉

所有的子类如果要想正常的完成操作，必须按照指定的方法进行覆写才可以，而这个时候抽象类所起的功能就是一个类定义模板的功能。

四、抽象类相关的设计模式

定义模板

abstract class Person{
    private String name ;       // 定义name属性
    private int age ;           // 定义age属性
    public Person(String name,int age){
        this.name = name ;
        this.age = age ;
    }
    public String getName(){
        return this.name ;
    }
    public int getAge(){
        return this.age ;
    }
    public void say(){      // 人说话是一个具体的功能
        System.out.println(this.getContent()) ; // 输出内容
    }
    public abstract String getContent() ;   // 说话的内容由子类决定
};
class Student extends Person{
    private float score ;
    public Student(String name,int age,float score){
        super(name,age) ;   // 调用父类中的构造方法
        this.score = score ;
    }
    public String getContent(){
        return  "学生信息 --> 姓名：" + super.getName() + 
                "；年龄：" + super.getAge() + 
                "；成绩：" + this.score ;
    }
};
class Worker extends Person{
    private float salary ;
    public Worker(String name,int age,float salary){
        super(name,age) ;   // 调用父类中的构造方法
        this.salary = salary ;
    }
    public String getContent(){
        return  "工人信息 --> 姓名：" + super.getName() + 
                "；年龄：" + super.getAge() + 
                "；工资：" + this.salary ;
    }
};
public class AbstractCaseDemo02{
    public static void main(String args[]){
        Person per1 = null ;    // 声明Person对象
        Person per2 = null ;    // 声明Person对象
        per1 = new Student("张三",20,99.0f) ; // 学生是一个人
        per2 = new Worker("李四",30,3000.0f) ;    // 工人是一个人
        per1.say() ;    // 学生说学生的话
        per2.say() ;    // 工人说工人的话
    }
};

分析：
1，说话这个功能，正常的是个人都有这个功能，所以可以抽取出来，在Person这个类中，定义一个say（）方法，但是说话的内容，不同的类型的人讨论的话题不同，这个话题，不能写成具体的，需要定义成一个抽象的方法，在不同的子类中实现不同的内容。
2，一个人，无论是工人还是学生或者其他什么人，想说话么，想说话，就覆写我的getContent（）方法，就是这样规定好了，这就是模板，

 

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一、抽象类

在面向对象的概念中，所有的对象都是通过类来描绘的，但是反过来，并不是所有的类都是用来描绘对象的，如果一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象，这样的类就可以称之为抽象类。

1.抽象方法：使用abstract修饰且没有方法体的方法。

特点：

① 抽象方法没有方法体，交给子类实现

② 抽象方法修饰符不能是private final static

③ 抽象方法必须定义在抽象类或者接口中

2.抽象类：包含抽象方法的类，即使用abstract修饰的类。

特点：

① 抽象类不能被实例化，只能被继承

② 抽象类中可以不包含抽象方法（不包含抽象方法就没有太大意义，可以作为工具类防止被实例化）

③ 抽象类的子类可以不实现该类所有的抽象方法，但也必须作为抽象类（抽象派生类）

④ 抽象类的构造方法不能定义成私有（子类构造方法会调用父类构造方法）

⑤ 抽象类不能使用final修饰，final修饰的类不能被继承

实例：武器作为一个抽象类具备攻击行为（attack方法），具体如何攻击（how2Attack方法）需要子类实现。如：机关枪可以射击敌人，手榴弹可以丢向敌人。

public class Test3 {
    public static void main(String[] args) {
        Gun gun = new Gun("机关枪");
        Grenade grenade = new Grenade("手榴弹");
        gun.attack();
        grenade.attack();
        gun.how2Attack();
        grenade.how2Attack();
    }
}

abstract class Weapon{
    String name;
    public void attack(){
        System.out.println(name+"具有攻击行为");
    }

    abstract void how2Attack();

}
class Gun extends Weapon{
    public Gun(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    void how2Attack() {
        System.out.println(name+"射击敌人");
    }
}
class Grenade extends Weapon{
    public Grenade(String name){
        this.name = name;
    }
    @Override
    void how2Attack() {
        System.out.println(name+"丢向敌人");
    }
}

二、接口

1.什么是接口：

① 硬件接口：是指同一计算机不同功能层之间的通信规则称为接口。

② 软件接口：是指对协定进行定义的引用类型。其他类型实现接口，以保证它们支持某些操作。

2.Java中的接口：在JAVA编程语言中是接口一个抽象类型，是抽象方法的集合，接口通常以interface来声明。一个类通过继承接口的方式，从而来继承接口的抽象方法。

特点：

① 接口中没有构造器，不能被实例化

② 接口只能继承接口，不能继承类，接口支持多继承

③ 接口中的定义的成员变量，默认是public static final修饰的静态常量

④ 接口中定义的方法，默认是public abstract修饰的抽象方法

⑤ 接口中定义的内部类，默认是public static修饰的静态内部类

标志接口：仅仅作为一个定义，就是一个标志

常量接口：用来封装多个常量信息

注意：在JDK8中，接口也可以定义静态方法和默认非静态方法，可以直接用接口名调用静态方法，实现类可以调用默认非静态方法。如果同时实现两个接口，接口中定义了一样的默认方法，则实现类必须重写默认方法，不然会报错。

实例：走路和游泳作为两个抽象的行为，青蛙可以实现两个行为接口来具体实现行为的内容

public class Test4 {
    public static void main(String[] args) {
        Frog frog = new Frog("青蛙");
        frog.getName();
        frog.work();
        frog.swim();
    }
}
class Animal {
    String name;

    public String getName() {
        System.out.println("Animal:"+name);
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}
interface IWalk{
    void work();
}
interface ISwim{
    void swim();
}
class Frog extends Animal implements IWalk,ISwim{

    public Frog(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void work() {
        System.out.println(this.name+":蹦蹦跳跳地走路");
    }

    @Override
    public void swim() {
        System.out.println(this.name+":在水里蛙泳");
    }
}

三、抽象类和接口的异同点

1.语法层面

相同点：

① 抽象类和接口都不能被实例化

② 抽象类和接口都可以定义抽象方法，子类/实现类必须覆写这些抽象方法

不同点：

① 抽象类有构造方法，接口没有构造方法

② 抽象类可以包含普通方法，接口中只能是public abstract修饰抽象方法（Java8之后可以）

③ 抽象类只能单继承，接口可以多继承

④ 抽象类可以定义各种类型的成员变量，接口中只能是public static final修饰的静态常量

2.设计层面

① 抽象类是对一种事物的抽象，即对类抽象，而接口是对行为的抽象。抽象类是对整个类整体进行抽象，包括属性、行为，但是接口却是对类局部（行为）进行抽象。举个简单的例子，飞机和鸟是不同类的事物，但是它们都有一个共性，就是都会飞。那么在设计的时候，可以将飞机设计为一个类Airplane，将鸟设计为一个类Bird，但是不能将 飞行 这个特性也设计为类，因此它只是一个行为特性，并不是对一类事物的抽象描述。此时可以将 飞行 设计为一个接口Fly，包含方法fly( )，然后Airplane和Bird分别根据自己的需要实现Fly这个接口。然后至于有不同种类的飞机，比如战斗机、民用飞机等直接继承Airplane即可，对于鸟也是类似的，不同种类的鸟直接继承Bird类即可。从这里可以看出，继承是一个 "是不是"的关系，而 接口 实现则是 "有没有"的关系。如果一个类继承了某个抽象类，则子类必定是抽象类的种类，而接口实现则是有没有、具备不具备的关系，比如鸟是否能飞（或者是否具备飞行这个特点），能飞行则可以实现这个接口，不能飞行就不实现这个接口。

② 设计层面不同，抽象类作为很多子类的父类，它是一种模板式设计。而接口是一种行为规范，它是一种辐射式设计。什么是模板式设计？最简单例子，大家都用过ppt里面的模板，如果用模板A设计了ppt B和ppt C，ppt B和ppt C公共的部分就是模板A了，如果它们的公共部分需要改动，则只需要改动模板A就可以了，不需要重新对ppt B和ppt C进行改动。而辐射式设计，比如某个电梯都装了某种报警器，一旦要更新报警器，就必须全部更新。也就是说对于抽象类，如果需要添加新的方法，可以直接在抽象类中添加具体的实现，子类可以不进行变更；而对于接口则不行，如果接口进行了变更，则所有实现这个接口的类都必须进行相应的改动。

 

四、抽象类和接口的使用场景

1.抽象类的使用场景

既想约束子类具有共同的行为（但不再乎其如何实现），又想拥有缺省的方法，又能拥有实例变量

如：模板方法设计模式，模板方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下，重新定义算法中某些步骤的具体实现。

2.接口的应用场景

① 约束多个实现类具有统一的行为，但是不在乎每个实现类如何具体实现

② 作为能够实现特定功能的标识存在，也可以是什么接口方法都没有的纯粹标识。

③ 实现类需要具备很多不同的功能，但各个功能之间可能没有任何联系。

④ 使用接口的引用调用具体实现类中实现的方法（多态）

个人见解，若有错误请指出，谢谢！

 

参考资料：https://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3811437.html

原文链接：https://blog.csdn.net/qq_37766026/article/details/90702387

抽象类：

在面向对象的概念中，所有的对象都是通过类来描绘的，但是反过来，并不是所有的类都是用来描绘对象的，如果一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象，这样的类就可以称之为抽象类。

1.抽象方法：使用abstract修饰且没有方法体的方法。

特点：

① 抽象方法没有方法体，交给子类实现

② 抽象方法修饰符不能是private final static

③ 抽象方法必须定义在抽象类或者接口中

2.抽象类：包含抽象方法的类，即使用abstract修饰的类。

特点：

① 抽象类不能被实例化，只能被继承

② 抽象类中可以不包含抽象方法（不包含抽象方法就没有太大意义，可以作为工具类防止被实例化）

③ 抽象类的子类可以不实现该类所有的抽象方法，但也必须作为抽象类（抽象派生类）

④ 抽象类的构造方法不能定义成私有（子类构造方法会调用父类构造方法）

⑤ 抽象类不能使用final修饰，final修饰的类不能被继承

 

接口：

1.Java中的接口：在JAVA编程语言中是接口一个抽象类型，是抽象方法的集合，接口通常以interface来声明。一个类通过继承接口的方式，从而来继承接口的抽象方法。

特点：

① 接口中没有构造器，不能被实例化

② 接口只能继承接口，不能继承类，接口支持多继承

③ 接口中的定义的成员变量，默认是public static final修饰的静态常量

④ 接口中定义的方法，默认是public abstract修饰的抽象方法

⑤ 接口中定义的内部类，默认是public static修饰的静态内部类

标志接口：仅仅作为一个定义，就是一个标志

常量接口：用来封装多个常量信息

抽象类和接口的不同：

1.语法层面

相同点：

① 抽象类和接口都不能被实例化

② 抽象类和接口都可以定义抽象方法，子类/实现类必须覆写这些抽象方法

不同点：

① 抽象类有构造方法，接口没有构造方法

② 抽象类可以包含普通方法，接口中只能是public abstract修饰抽象方法（Java8之后可以）

③ 抽象类只能单继承，接口可以多继承

④ 抽象类可以定义各种类型的成员变量，接口中只能是public static final修饰的静态常量

2.设计层面

① 抽象类是对一种事物的抽象，即对类抽象，而接口是对行为的抽象。抽象类是对整个类整体进行抽象，包括属性、行为，但是接口却是对类局部（行为）进行抽象。举个简单的例子，飞机和鸟是不同类的事物，但是它们都有一个共性，就是都会飞。那么在设计的时候，可以将飞机设计为一个类Airplane，将鸟设计为一个类Bird，但是不能将 飞行 这个特性也设计为类，因此它只是一个行为特性，并不是对一类事物的抽象描述。此时可以将 飞行 设计为一个接口Fly，包含方法fly( )，然后Airplane和Bird分别根据自己的需要实现Fly这个接口。然后至于有不同种类的飞机，比如战斗机、民用飞机等直接继承Airplane即可，对于鸟也是类似的，不同种类的鸟直接继承Bird类即可。从这里可以看出，继承是一个 "是不是"的关系，而 接口 实现则是 "有没有"的关系。如果一个类继承了某个抽象类，则子类必定是抽象类的种类，而接口实现则是有没有、具备不具备的关系，比如鸟是否能飞（或者是否具备飞行这个特点），能飞行则可以实现这个接口，不能飞行就不实现这个接口。

② 设计层面不同，抽象类作为很多子类的父类，它是一种模板式设计。而接口是一种行为规范，它是一种辐射式设计。什么是模板式设计？最简单例子，大家都用过ppt里面的模板，如果用模板A设计了ppt B和ppt C，ppt B和ppt C公共的部分就是模板A了，如果它们的公共部分需要改动，则只需要改动模板A就可以了，不需要重新对ppt B和ppt C进行改动。而辐射式设计，比如某个电梯都装了某种报警器，一旦要更新报警器，就必须全部更新。也就是说对于抽象类，如果需要添加新的方法，可以直接在抽象类中添加具体的实现，子类可以不进行变更；而对于接口则不行，如果接口进行了变更，则所有实现这个接口的类都必须进行相应的改动。

四、抽象类和接口的使用场景

1.抽象类的使用场景

既想约束子类具有共同的行为（但不再乎其如何实现），又想拥有缺省的方法，又能拥有实例变量

如：模板方法设计模式，模板方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下，重新定义算法中某些步骤的具体实现。

2.接口的应用场景

① 约束多个实现类具有统一的行为，但是不在乎每个实现类如何具体实现

② 作为能够实现特定功能的标识存在，也可以是什么接口方法都没有的纯粹标识。

③ 实现类需要具备很多不同的功能，但各个功能之间可能没有任何联系。

④ 使用接口的引用调用具体实现类中实现的方法（多态）