Classe abstrata em TypeScript: métodos, propriedades e interface

Uma classe abstrata é uma classe base marcada como abstract. Ela não pode ser criada com new e pode declarar métodos abstract sem corpo, que toda subclasse precisa implementar.

abstract class Shape {
    abstract area(): number; // no body: subclasses provide it

    describe(): string {
        // Concrete methods can call abstract ones.
        return `${this.constructor.name} with area ${this.area().toFixed(2)}`;
    }
}

class Circle extends Shape {
    constructor(private r: number) {
        super();
    }
    area(): number {
        return Math.PI * this.r ** 2;
    }
}

class Rect extends Shape {
    constructor(private w: number, private h: number) {
        super();
    }
    area(): number {
        return this.w * this.h;
    }
}

const shapes: Shape[] = [new Circle(1), new Rect(2, 3)];
for (const s of shapes) console.log(s.describe());
// Circle with area 3.14
// Rect with area 6.00

Shape compartilha describe() com todas as subclasses e obriga cada uma a fornecer area(). O tipo Shape[] guarda qualquer mistura de subclasses.

Uma classe abstrata não pode ser instanciada

Chamar new em uma classe abstrata é erro de compilação, porque o objeto teria métodos sem implementação:

// This does not compile: Shape is abstract.
abstract class Shape {
    abstract area(): number;
}

const s = new Shape();
console.log(s.area());

index.ts(6,11): error TS2511: Cannot create an instance of an abstract class.

Essa é uma regra de tempo de compilação. O abstract é apagado da saída, então o Shape gerado é uma classe JavaScript comum, e código JavaScript sem tipos ainda poderia chamar new Shape(). Quando uma biblioteca precisa de uma proteção em tempo de execução, o construtor pode verificar new.target:

abstract class Plugin {
    constructor() {
        if (new.target === Plugin) {
            throw new TypeError("Plugin is abstract; extend it");
        }
    }
    abstract run(): string;
}

class Hello extends Plugin {
    run(): string {
        return "hello";
    }
}

console.log(new Hello().run()); // hello

Métodos e propriedades abstratos

Uma subclasse precisa implementar todos os membros abstratos, ou ser ela mesma abstrata. Faltar um gera o erro TS2515, que diz algo como Non-abstract class 'Square' does not implement inherited abstract member area from class 'Shape', ou o TS2654, que lista todos quando faltam vários.

Campos, getters e métodos podem ser abstratos, e podem ser protected:

abstract class Report {
    abstract readonly title: string;          // abstract property
    protected abstract rows(): string[];      // only for subclasses

    abstract get footer(): string;            // abstract getter

    render(): string {
        return [this.title, ...this.rows(), this.footer].join("\n");
    }
}

class SalesReport extends Report {
    readonly title = "Sales Q1";

    protected rows(): string[] {
        return ["Jan: 120", "Feb: 95", "Mar: 140"];
    }

    get footer(): string {
        return "Total: 355";
    }
}

console.log(new SalesReport().render());

Um método abstrato não tem corpo; escrever um gera o erro TS1245 (Method 'x' cannot have an implementation because it is marked abstract). Uma classe abstrata não precisa ter nenhum membro abstrato: o abstract sozinho só impede a instanciação direta.

O padrão template method

O motivo mais comum para escrever uma classe abstrata: a classe base fixa a ordem dos passos, e cada subclasse preenche os passos que variam.

abstract class Importer<T> {
    // The algorithm lives here, once.
    import(raw: string): T[] {
        const lines = raw.trim().split("\n");
        const records = lines.map((line) => this.parse(line));
        return records.filter((r) => this.isValid(r));
    }

    protected abstract parse(line: string): T;

    // A default subclasses may override.
    protected isValid(_record: T): boolean {
        return true;
    }
}

type Person = { name: string; age: number };

class PersonImporter extends Importer<Person> {
    protected parse(line: string): Person {
        const [name, age] = line.split(",");
        return { name, age: Number(age) };
    }

    protected override isValid(p: Person): boolean {
        return !Number.isNaN(p.age);
    }
}

console.log(new PersonImporter().import("Ada,36\nBob,x\nCy,29"));
// [ { name: 'Ada', age: 36 }, { name: 'Cy', age: 29 } ]

Classes abstratas podem ser genéricas, como aqui, para que cada subclasse escolha o tipo do registro.

Tipos de construtor abstratos

typeof Shape de uma classe abstrata é um construtor que você não pode chamar, então um parâmetro tipado como typeof Shape não pode fazer new c(). Quando uma função deve aceitar classes abstratas (por exemplo para registrá-las ou verificar instanceof), tipe-a com uma construct signature abstrata:

abstract class Animal {
    abstract sound(): string;
}
class Dog extends Animal {
    sound(): string {
        return "woof";
    }
}

type AbstractCtor<T> = abstract new (...args: never[]) => T;
type Ctor<T> = new () => T;

function isKind<T>(value: unknown, kind: AbstractCtor<T>): value is T {
    return value instanceof kind;
}

function create<T>(kind: Ctor<T>): T {
    return new kind();
}

const pet = create(Dog);     // fine: Dog is concrete
console.log(pet.sound());    // woof
console.log(isKind(pet, Animal), isKind("cat", Animal)); // true false
// create(Animal) is an error: Animal is abstract

abstract new aceita classes abstratas e concretas; new simples só aceita as concretas.

Classe abstrata vs interface

A regra prática: uma interface quando você só precisa descrever um formato (o caso mais comum, e funciona também para objetos literais), uma classe abstrata quando as subclasses compartilham implementação de verdade e você quer que o compilador as obrigue a preencher as lacunas. As duas se combinam bem: uma interface para o contrato público, e uma classe abstrata como uma base conveniente que o implementa. Veja interface vs type para a outra comparação comum.

Erros comuns

• Usar uma classe abstrata onde uma interface bastaria. Se a classe base não tem código, ela é uma interface com peso extra em tempo de execução e o limite de herança única.
• Tentar static abstract. Não é permitido. Membros estáticos não podem ser abstratos.
• Esperar um erro em tempo de execução ao usar new em uma classe abstrata. Não há nenhum, a menos que você escreva a verificação com new.target.
• Chamar um método abstrato a partir do construtor da base. Ele roda antes de os campos da subclasse serem inicializados, então a implementação os vê como undefined.