abstract方法为何必须声明在抽象类中？-杰瑞科技汇

abstract（抽象）是 Java 中一个非常重要的关键字，它用于定义抽象方法和抽象类，是实现多态和设计模式（如模板方法模式）的核心机制之一。

（图片来源网络，侵删）

什么是抽象方法？

抽象方法是一种没有具体实现（没有方法体）的方法，它只声明了方法的签名（方法名、参数列表和返回类型），但没有括号中的代码。

语法格式：

[访问修饰符] abstract 返回类型 方法名(参数列表);

关键点：

必须以 abstract 关键字开头。
没有方法体，即分号而不是。
必须存在于抽象类中（或接口中，但接口中的方法默认是抽象的，从 Java 8 开始可以有默认实现）。

示例：

（图片来源网络，侵删）

public abstract class Animal {
    // 这是一个抽象方法
    public abstract void makeSound(); // 只有声明，没有实现
    // 这是一个普通方法，有具体实现
    public void eat() {
        System.out.println("This animal is eating.");
    }
}

抽象方法的作用和意义

抽象方法的核心作用是定义一个“契约”或“规范”，它告诉所有继承这个抽象类的子类：“你们都必须实现 makeSound() 这个方法，但我不管你们具体怎么实现（是“汪汪叫”还是“喵喵叫”）”。

这带来了几个关键好处：

强制子类实现：如果一个非抽象类继承了一个抽象类，那么它必须为父类中的所有抽象方法提供具体的实现，否则，这个子类也必须被声明为 abstract。
实现多态：通过抽象方法，我们可以定义一个通用的接口（父类引用），然后让不同的子类用自己的方式来实现这个接口,这使得代码更加灵活和可扩展。
建立模板：抽象类可以看作是一个“模板”，它定义了所有子类共有的属性和行为（普通方法），同时规定了一些子类必须具备的、但具体实现不同的行为（抽象方法）。

抽象类

抽象类是使用 abstract 关键字修饰的类，它不仅可以包含抽象方法，也可以包含普通方法、构造方法、字段和静态方法。

关键规则：

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不能被实例化：你不能直接创建一个抽象类的对象。new Animal(); 是错误的，这符合逻辑，因为一个抽象类代表的是一个不完整的概念（动物”不是一个具体的动物）,你不能直接创建一个不完整的对象。
子类的责任：
- 如果一个非抽象类继承了一个抽象类，它必须实现（重写）父类中的所有抽象方法。
- 如果一个子类不想或不能实现所有抽象方法，那么它自己也必须被声明为 abstract。

示例：

定义抽象类 Animal

public abstract class Animal {
    // 抽象方法，子类必须实现
    public abstract void makeSound();
    // 普通方法，子类可以直接继承使用
    public void sleep() {
        System.out.println("This animal is sleeping.");
    }
}

创建具体的子类 Dog 并实现抽象方法

public class Dog extends Animal {
    // 必须实现父类的抽象方法
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Woof! Woof!");
    }
}

创建具体的子类 Cat 并实现抽象方法

public class Cat extends Animal {
    // 必须实现父类的抽象方法
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Meow!");
    }
}

使用多态

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // Animal animal = new Animal(); // 错误！不能实例化抽象类
        // 使用父类引用指向子类对象（多态）
        Animal myDog = new Dog();
        Animal myCat = new Cat();
        myDog.makeSound(); // 输出: Woof! Woof!
        myDog.sleep();     // 输出: This animal is sleeping.
        myCat.makeSound(); // 输出: Meow!
        myCat.sleep();     // 输出: This animal is sleeping.
    }
}

抽象类 vs. 接口

这是一个非常经典且重要的问题，在 Java 8 之前，抽象类和接口有明确的区别，Java 8 引入默认方法和静态方法后，它们的界限变得模糊,但核心设计理念仍有不同。

特性	抽象类	接口
方法实现	可以包含抽象方法和具体方法（有方法体）。	从 Java 8 开始，可以包含默认方法和静态方法（有方法体），抽象方法默认是 `public abstract`。
字段	可以包含各种类型的字段（`public`, `protected`, `private`, `static`, `final`），不一定是 `public static final`。	字段隐式为 `public static final`（常量）。
构造方法	有构造方法，虽然不能直接实例化，但子类在构造时会调用父类的构造方法。	没有构造方法。
继承	单继承，一个类只能继承一个抽象类。	多实现，一个类可以实现多个接口。
设计目的	"is-a" (是一个) 的关系，表示子类是父类的一种特例，共享代码和状态，它是一个模板，定义了基本行为。	"can-do" (能做) 的关系，表示一个类具备某种能力（行为），是一种契约或规范，它更像是一个角色。

如何选择？

当多个类共享代码和状态，并且它们之间是“是一个”的关系时，使用抽象类。
- Dog 和 Cat 都是 Animal 的一种。Animal 可以有 name 字段和 sleep() 方法。
当你想定义一个类的行为契约，并且希望一个类能够实现多个这样的契约时，使用接口。
- 一个 Plane 和一个 Bird 都能 fly()，但它们没有共同的“是一个”关系。Flyable 接口定义了 fly() 行为。