Javaの抽象メソッドとは？abstract修飾子の使い方を基礎から解説

// 抽象メソッドの例
public abstract void sound(); // {}なし・セミコロンで終わる

// 抽象クラスの定義
public abstract class Animal {

    // 抽象メソッド（処理内容なし）
    public abstract void sound();

    // 通常のメソッド（処理内容あり）
    public void breathe() {
        System.out.println("呼吸する");
    }
}

Animal animal = new Animal(); // コンパイルエラー！

// 抽象クラスの宣言
public abstract class Shape {

    // 抽象メソッド（メソッドボディなし）
    public abstract double area();

    // 通常のメソッド（メソッドボディあり）
    public void printArea() {
        System.out.println("面積：" + area());
    }
}

// NG例：通常クラスに抽象メソッドを書くとエラー
public class Shape {
    public abstract double area(); // エラー！
}

// Circleクラス：Shapeを継承
public class Circle extends Shape {
    private double radius;

    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }

    // 抽象メソッドをオーバーライド
    @Override
    public double area() {
        return Math.PI * radius * radius;
    }
}

// Rectangleクラス：Shapeを継承
public class Rectangle extends Shape {
    private double width;
    private double height;

    public Rectangle(double width, double height) {
        this.width = width;
        this.height = height;
    }

    @Override
    public double area() {
        return width * height;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Shape circle    = new Circle(5.0);
        Shape rectangle = new Rectangle(4.0, 6.0);

        circle.printArea();    // 面積：78.53...
        rectangle.printArea(); // 面積：24.0
    }
}

Circle is not abstract and does not override abstract method area() in Shape

// 抽象クラス：処理の骨格を定義
public abstract class DataExporter {

    // テンプレートメソッド（finalで手順を固定）
    public final void export() {
        fetchData();   // 1. データ取得（共通）
        formatData();  // 2. データ整形（サブクラスに任せる）
        outputData();  // 3. データ出力（共通）
    }

    protected abstract void formatData(); // サブクラスが実装

    private void fetchData() {
        System.out.println("データを取得しました");
    }

    private void outputData() {
        System.out.println("データを出力しました");
    }
}

// CSV出力クラス
public class CsvExporter extends DataExporter {
    @Override
    protected void formatData() {
        System.out.println("CSV形式に整形しました");
    }
}

// Excel出力クラス
public class ExcelExporter extends DataExporter {
    @Override
    protected void formatData() {
        System.out.println("Excel形式に整形しました");
    }
}

// 共通の基底サービスクラス
public abstract class BaseService {

    // 共通のバリデーション処理
    protected void validate(T entity) {
        if (entity == null) {
            throw new IllegalArgumentException("エンティティがnullです");
        }
    }

    // サブクラスに任せる処理
    public abstract T findById(Long id);
    public abstract T save(T entity);
}

// ユーザーサービス
@Service
public class UserService extends BaseService {

    @Autowired
    private UserRepository userRepository;

    @Override
    public User findById(Long id) {
        return userRepository.findById(id).orElseThrow();
    }

    @Override
    public User save(User user) {
        validate(user); // 基底クラスの共通処理を使う
        return userRepository.save(user);
    }
}

// 抽象クラス
public abstract class Animal {
    public abstract void sound();

    public void eat() {
        System.out.println("食事する");
    }
}

// 犬クラス
public class Dog extends Animal {
    @Override
    public void sound() {
        System.out.println("ワン！");
    }
}

// 猫クラス
public class Cat extends Animal {
    @Override
    public void sound() {
        System.out.println("ニャー！");
    }
}

// メインクラス
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal dog = new Dog();
        Animal cat = new Cat();

        dog.sound(); // ワン！
        dog.eat();   // 食事する
        cat.sound(); // ニャー！
        cat.eat();   // 食事する
    }
}

// 抽象クラス
public abstract class Vehicle {
    protected String name;

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

    public abstract void move();
}

// インターフェース
public interface Chargeable {
    void charge();
}

// 通常の車
public class Car extends Vehicle {
    public Car(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void move() {
        System.out.println(name + "：ガソリンで走る");
    }
}

// 電気自動車
public class ElectricCar extends Vehicle implements Chargeable {
    public ElectricCar(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void move() {
        System.out.println(name + "：電気で走る");
    }

    @Override
    public void charge() {
        System.out.println(name + "：充電する");
    }
}

// 抽象クラス（テンプレート）
public abstract class ReportGenerator {

    // 手順を固定するためfinalをつける
    public final void generate() {
        collectData();
        format();
        output();
    }

    private void collectData() {
        System.out.println("データを収集しました");
    }

    protected abstract void format(); // サブクラスが実装

    private void output() {
        System.out.println("レポートを出力しました");
    }
}

// PDF形式
public class PdfReport extends ReportGenerator {
    @Override
    protected void format() {
        System.out.println("PDF形式にフォーマットしました");
    }
}

// HTML形式
public class HtmlReport extends ReportGenerator {
    @Override
    protected void format() {
        System.out.println("HTML形式にフォーマットしました");
    }
}

// メインクラス
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ReportGenerator pdf  = new PdfReport();
        ReportGenerator html = new HtmlReport();

        pdf.generate();
        System.out.println("---");
        html.generate();
    }
}