Clases Abstractas

Algunas veces, una clase que se ha definido representa un concepto abstracto y como tal, no debe ser ejemplarizado. Por ejemplo, la comida en la vida real. ¿Has vista algún ejemplar de comida? No. Lo que has visto son ejemplares de manzanas, pan, y chocolate. Comida representa un concepto abstracto de cosas que son comestibles. No tiene sentido que exista un ejemplar de comida.

Similarmente en la programación orientada a objetos, se podría modelar conceptos abstractos pero no querer que se creen ejemplares de ellos. Por ejemplo, la clase Number del paquete java.lang representa el concepto abstracto de número. Tiene sentido modelar números en un programa, pero no tiene sentido crear un objeto genérico de números. En su lugar, la clase Number sólo tiene sentido como superclase de otras clases como Integer y Float que implementan números de tipos específicos. Las clases como Number, que implementan conceptos abstractos y no deben ser ejemplarizadas, son llamadas clases abstractas. Una clase abstracta es una clase que sólo puede tener subclases--no puede ser ejemplarizada.

Para declarar que una clase es un clase abstracta, se utiliza la palabra clave abstract en la declaración de la clase.

abstract class Number {
    . . .
}

Si se intenta ejemplarizar una clase abstracta, el compilador mostrará un error similar a este y no compilará el programa:

AbstractTest.java:6: class AbstractTest is an abstract class. It can't be instantiated.
        new AbstractTest();
        ^
1 error

Métodos Abstractos

Una clase abstracta puede contener métodos abstractos, esto es, métodos que no tienen implementación. De esta forma, una clase abstracta puede definir un interface de programación completo, incluso porporciona a sus subclases la declaración de todos los métodos necesarios para implementar el interface de programación. Sin embargo, las clases abstractas pueden dejar algunos detalles o toda la implementación de aquellos métodos a sus subclases.

Veamos un ejemplo de cuando sería necesario crear una clase abstracta con métodos abstractos. En una aplicación de dibujo orientada a objetos, se pueden dibujar círculos, rectángulos, líneas, etc.. Cada uno de esos objetos gráficos comparten ciertos estados (posición, caja de dibujo) y comportamiento (movimiento, redimensionado, dibujo). Podemos aprovecharnos de esas similitudes y declararlos todos a partir de un mismo objeto padre-ObjetoGrafico.

Sin embargo, los objetos gráficos también tienen diferencias subtanciales: dibujar un círculo es bastante diferente a dibujar un rectángulo. Los objetos gráficos no pueden compartir estos tipos de estados o comportamientos. Por otro lado, todos los ObjetosGraficos deben saber como dibujarse a sí mismos; se diferencian en cómo se dibujan unos y otros. Esta es la situación perfecta para una clase abstracta.

Primero se debe declarar una clase abstracta, ObjetoGrafico, para proporcionar las variables miembro y los métodos que van a ser compartidos por todas las subclases, como la posición actual y el método moverA().

También se deberían declarar métodos abstractos como dibujar(), que necesita ser implementado por todas las subclases, pero de manera completamente diferente (no tiene sentido crear una implementación por defecto en la superclase). La clase ObjetoGrafico se parecería a esto:

abstract class ObjetoGrafico {
    int x, y;
    . . .
    void moverA(int nuevaX, int nuevaY) {
        . . .
    }
    abstract void dibujar();
}

Todas las subclases no abstractas de ObjetoGrafico como son Circulo o Rectangulo deberán proprocionar una implementación para el método dibujar().

class Circulo extends ObjetoGrafico {
    void dibujar() {
        . . .
    }
}
class Rectangulo extends ObjetoGrafico {
    void dibujar() {
        . . .
    }
}

Una clase abstracta no necesita contener un método abstracto. Pero todas las clases que contengan un método abstracto o no proporcionen implemenación para cualquier método abstracto declarado en sus superclases debe ser declarada como una clase abstracta.

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Ozito