• 【Java学习笔记之二十二】解析接口在Java继承中的用法及实例分析


        一、定义

    Java接口(Interface),是一系列方法的声明,是一些方法特征的集合,一个接口只有方法的特征没有方法的实现,因此这些方法可以在不同的地方被不同的类实现,而这些实现可以具有不同的行为(功能)。

     

    接口定义的一般形式为:

    [访问控制符]interface <接口名> {

    类型标识符final 符号常量名n = 常数;

    返回值类型  方法名([参数列表]);

          …

    }

     

    二、接口的特点

    1Java接口中的成员变量默认都是public,static,final类型的(都可省略),必须被显示初始化,即接口中的成员变量为常量(大写,单词之间用"_"分隔)

    2Java接口中的方法默认都是public,abstract类型的(都可省略),没有方法体,不能被实例化

    3Java接口中只能包含public,static,final类型的成员变量和public,abstract类型的成员方法

    4、接口中没有构造方法,不能被实例化

    5、一个接口不能实现(implements)另一个接口,但它可以继承多个其它的接口

    6Java接口必须通过类来实现它的抽象方法

    7、当类实现了某个Java接口时,它必须实现接口中的所有抽象方法,否则这个类必须声明为抽象类

    8、不允许创建接口的实例(实例化),但允许定义接口类型的引用变量,该引用变量引用实现了这个接口的类的实例

    9、一个类只能继承一个直接的父类,但可以实现多个接口,间接的实现了多继承.

     

    三、接口的用法

    1、精简程序结构,免除重复定义

    比如,有两个及上的的类拥有相同的方法,但是实现功能不一样,就可以定义一个接口,将这个方法提炼出来,在需要使用该方法的类中去实现,就免除了多个类定义系统方法的麻烦。

    举例:鸟类和昆虫类都具有飞行的功能,这个功能是相同的,但是其它功能是不同的,在程序实现的过程中,就可以定义一个接口,专门描述飞行。

    下图是分别定义鸟类和昆虫类,其都有飞行的方法。

     

             下图定义了接口,其类图如下:

     

    实现代码如下:

     1 interface   Flyanimal{   
     2    void fly();
     3 }
     4 class   Insect {   
     5    int  legnum=6;
     6 }
     7 class  Bird {   
     8   int  legnum=2;
     9   void egg(){};
    10 }
    11 class Ant extendsInsect implements  Flyanimal {
    12    public void fly(){
    13        System.out.println("Ant can  fly");
    14    }
    15 }
    16 classPigeon  extends Bird implements  Flyanimal {
    17    public void fly(){
    18        System.out.println("pigeon  can fly");
    19    }
    20    public void egg(){
    21        System.out.println("pigeon  can lay  eggs ");
    22    }
    23 }
    24 public classInterfaceDemo{
    25    public static void main(String args[]){
    26      Ant a=new Ant();
    27      a.fly();
    28      System.out.println("Ant's legs are"+ a.legnum);
    29      Pigeon p= new Pigeon();
    30     p.fly();
    31      p.egg();
    32   }
    33 }

    程序运行结果:

    Ant can  fly

    Ant'slegs  are 6

    pigeon  can fly

    pigeon  can lay  eggs

     

     

    二、拓展程序功能,应对需求变化。

             假设一个学校接待方面的程序,招待不同身份的人的食宿问题,其对应规则如下:

    身份

    宿

    学生

    食堂

    宿舍

    教师

    教师食堂

    学校公寓

    学生家长

    招待所

    招待所

    理论上,当然可以对每个不同身份的人各定义一个对应的类,并实现各自的方法,但是观察这写类,可以归纳出其有一个共同的模板,即“人”的“食、宿”问题。这时候,就可以发挥接口的功能了。实现代码如下:

     1 interfacePerson{
     2     void eat();
     3     void sleep();
     4 }
     5  
     6 class Studentimplements Person{
     7     public void eat(){
     8        System.out.println("学生去食堂吃饭!");
     9     }
    10     public void sleep(){
    11        System.out.println("学生回寝室睡觉!");
    12     }
    13 }
    14  
    15 class Teacherimplements Person{
    16     public void eat(){
    17        System.out.println("教师去教工餐厅吃饭!");
    18     }
    19     public void sleep(){
    20        System.out.println("教师回学校公寓睡觉!");
    21     }
    22 }
    23  class Parents implements Person{
    24     publicvoid eat(){
    25        System.out.println("家长去招待所饭馆吃饭!");
    26     }
    27     public void sleep(){
    28        System.out.println("家长回招待所睡觉!");
    29     }
    30 }
    31  
    32 public class PersonInterface{
    33          public static void main(String[] args)
    34          {
    35                    Person p=new Student();
    36                    p.eat();
    37                    p.sleep();
    38                    p=new Teacher();
    39                    p.eat();
    40                    p.sleep();
    41                    p=new Parents();
    42                    p.eat();
    43                    p.sleep();
    44          }
    45 }

    程序执行结果:

    学生去食堂吃饭!

    学生回寝室睡觉!

    教师去教工餐厅吃饭!

    教师回学校公寓睡觉!

    家长去招待所饭馆吃饭!

    家长回招待所睡觉!

     

    现在需要添加一些功能,即现在需要添加“外宾、上级领导”两类角色,并且以后工具需要还要添加相应的身份角色的人进来,此时,只需要根据需要添加“外宾”类、“领导”类,而主类仍然可以拿来就用,无需进行更多的修改。此时就可以显示出接口的作用了。

    在上面的程序中添加如下两个类即可。

     1 class Foreign implements Person{
     2     publicvoid eat(){
     3        System.out.println("外宾去酒店吃饭!");
     4     }
     5     public void sleep(){
     6        System.out.println("外宾回酒店睡觉!");
     7     }
     8 }
     9  
    10 class Leader implements Person{
    11     publicvoid eat(){
    12        System.out.println("领导去宾馆吃饭!");
    13     }
    14     public void sleep(){
    15        System.out.println("外宾回宾馆睡觉!");
    16     }
    17 }

    而主函数中用法仍然一样。

     

    下面给出完整的代码:

     1 interfacePerson{
     2     void eat();
     3     void sleep();
     4 }
     5  
     6 class Studentimplements Person{
     7     public void eat(){
     8        System.out.println("学生去食堂吃饭!");
     9     }
    10     public void sleep(){
    11        System.out.println("学生回寝室睡觉!");
    12     }
    13 }
    14  
    15 class Teacherimplements Person{
    16     public void eat(){
    17        System.out.println("教师去教工餐厅吃饭!");
    18     }
    19     public void sleep(){
    20        System.out.println("教师回学校公寓睡觉!");
    21     }
    22 }
    23  class Parents implements Person{
    24     publicvoid eat(){
    25        System.out.println("家长去招待所饭馆吃饭!");
    26     }
    27     public void sleep(){
    28        System.out.println("家长回招待所睡觉!");
    29     }
    30 }
    31 class Foreign implements Person{
    32     publicvoid eat(){
    33        System.out.println("外宾去酒店吃饭!");
    34     }
    35     public void sleep(){
    36        System.out.println("外宾回酒店睡觉!");
    37     }
    38 }
    39  
    40 class Leader implements Person{
    41     publicvoid eat(){
    42        System.out.println("领导去宾馆吃饭!");
    43     }
    44     public void sleep(){
    45        System.out.println("领导回宾馆睡觉!");
    46     }
    47 }
    48  
    49 public class PersonInterface{
    50          public static void main(String[] args)
    51          {
    52                    Person p=new Student();
    53                    p.eat();
    54                    p.sleep();
    55                    p=new Teacher();
    56                    p.eat();
    57                    p.sleep();
    58                    p=new Parents();
    59                    p.eat();
    60                    p.sleep();
    61                    p=new Foreign();
    62                    p.eat();
    63                    p.sleep();
    64                    p=new Leader();
    65                    p.eat();
    66                    p.sleep();
    67          }
    68 }

    程序执行结果:

    学生去食堂吃饭!

    学生回寝室睡觉!

    教师去教工餐厅吃饭!

    教师回学校公寓睡觉!

    家长去招待所饭馆吃饭!

    家长回招待所睡觉!

    外宾去酒店吃饭!

    外宾回酒店睡觉!

    领导去宾馆吃饭!

    领导回宾馆睡觉!

     

    举例二:

    用来计算每一种交通工具运行1000公里所需的时间,已知每种交通工具的参数都是3个整数A、B、C的表达式。现有两种工具:

              Car 和Plane,其中Car 的速度运算公式为:A*B/C

             Plane 的速度运算公式为:A+B+C。

        如果增加第3种交通工具的时候,比如火车(Train)不必修改以前的任何程序,只需要编写新的交通工具的程序。

     1 import java.lang.*;
     2  interface Common {
     3       double runTimer(doublea, double b, double c);
     4            String getName(); //获取交通工具的名称
     5 }
     6  
     7  class Plane implementsCommon  {
     8       public doublerunTimer(double a, double b, double c)  {
     9             return (a+ b + c);
    10       }
    11            public String getName(){
    12                    return"Plane";
    13            }
    14 }
    15  class Car implements Common {
    16       public doublerunTimer(double a, double b, double c) {
    17             return ( a*b/c );
    18       }
    19             public String getName(){
    20                    return"Car";
    21            }
    22 }
    23  
    24 public class ComputeTime {
    25      
    26       public static void main(Stringargs[])  {
    27             double A=3;
    28             double B=5;
    29             double C=6;
    30             double v,t;
    31                             Commond=new Car();
    32            v=d.runTimer(A,B,C);
    33             t=1000/v;
    34            System.out.println(d.getName()+"的平均速度: "+v+" km/h");
    35            System.out.println(d.getName()+"的运行时间:"+t+" 小时");
    36                             d=newPlane();
    37                             v=d.runTimer(10,30,40);
    38                             t=1000/v;
    39            System.out.println(d.getName()+"的平均速度: "+v+" km/h");
    40             System.out.println(d.getName()+"的运行时间:"+t+" 小时");
    41       }
    42 }

    程序运行结果;

    Car的平均速度: 2.5 km/h

    Car的运行时间:400.0 小时

    Plane的平均速度: 80.0 km/h

    Plane的运行时间:12.5 小时

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