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11. 抽象クラスとインターフェース

11.1. 抽象クラス

抽象クラスとは、インターフェースと通常のクラスの中間のようなクラスで、「抽象メソッド（処理の記述がないメソッド）が１つ以上持つクラス」のことです

抽象メソッドは継承先のサブクラスでOverrideして実装します。

以下は抽象クラスと抽象メソッドの宣言例です

抽象クラスや抽象メソッドはabstractキーワードをつけて使用します。

abstract class クラス名 {
    abstract 戻り値の型名 メソッド名(引数);
}

抽象クラスで抽象メソッドを持つ利点とは、開発者側にメソッドのオーバーライドを強制するということができることです。

11.1.2.使う際の注意点

抽象クラスはインスタンス化ができません。使うときは必ず継承しましょう。

また、抽象クラスの抽象メソッドは、必ず全てオーバーライドする必要があります。

例：

class Oval extends Area{
   @Override
   public double f(int v, int h) {
      return v * h * Math.PI; //楕円の面積
   }
}

class Rect extends Area{
   @Override
   public double f(int v, int h) {
      return v * h; //長方形の面積
   }
   public double square(int v){
      return vh(v); //class Areaのvh()が実行される
   }
}

class Triangle extends Area{
   @Override
   double f(int v, int h) {
      return v * h >> 1; //三角形の面積
   }
}

abstract class Area{ //面積を求める抽象クラス
   abstract double f(int v,int h); //抽象メソッド
   double vh(int r){//普通のメソッドなのでoverride無しで継承できる
      return r * r;
   }
}

Oval o = new Oval();
Rect r = new Rect();
Triangle t = new Triangle();
Area a = new Area(); // これはエラーが出る
System.out.println(o.f(20, 20));
System.out.println(r.f(20, 40));
System.out.println(r.square(30));
System.out.println(t.f(50, 20));

出力：

1256.6370614359173
800.0
900.0
500.0

11.2. インターフェース

Java は単一継承なので Mix-in を使うことはできませんが、そのかわりにインターフェース (interface)という機能が用意されています。 Java のインターフェースはメソッドの仕様だけを記述した抽象クラスのことで、クラスは複数のインターフェースを継承することができます。 このように、メソッドの仕様だけを継承する方法を"仕様の継承"といいます。

属性を継承しないところは Mix-in と同じですが、メソッドの実装さえも継承しないところがインターフェースの特徴です。 したがって、メソッドの実体はインターフェースを継承したクラスでプログラムしないといけません。 また、インターフェースは抽象クラスの一種と考えられるので、データ型として使用することができます。

つまり、クラスをインターフェースの型に変換することで、ポリモーフィズムを有効に活用することができるわけです。

インターフェースは参照型の一種です。クラスと同じ様にフィールドとメソッドを持ち、スーパーインターフェースやサブインターフェースなども存在します。しかし以下の点がクラスとは異なります。

  • インターフェースのフィールドは必ず定数
  • インターフェースが持つメソッドは必ず抽象メソッド
  • インターフェースはインスタンスを作れない

11.2.1. 実装方法

以下はインターフェースの宣言例です

interface インターフェース名{
    //フィールド定義 (定数)
    //メソッド定義  (抽象メソッド)
}

interface インターフェース名 extends 親インターフェース1, 親インターフェース2{
    //フィールド定義 (定数)
    //メソッド定義  (抽象メソッド)
}

以下はインターフェースの実装例です

class クラス名 implements インターフェース名{
}

クラスの継承ではextendsを使い、インターフェースの実装ではimplemntesを使います。

11.2.2. インターフェースでのメソッド定義

インターフェース内で定義するメソッドは処理の本体を記述することができません.

ただ、Java8からインターフェースにstatic メソッドとdefaultメソッドを定義することができます また、static メソッドはオーバーライドできない事に注意してください

public class Main implements InterfaceSample {
   public static void main(String[] args) {
      Main main = new Main();
      // static method
      System.out.println(InterfaceSample.greet());
      // default method
      System.out.println(main.get());

   }
}
interface InterfaceSample{
   default String get(){
      return "Hello";
   }
   static String greet(){
      return "Hi ! ";
   }
}
出力:
Hi ! 
Hello