• Java接口 详解(一)


    一、基本概念

    接口(Interface),在JAVA编程语言中是一个抽象类型,是抽象方法的集合。接口通常以interface来声明。一个类通过继承接口的方式,从而来继承接口的抽象方法。

    如果一个类只由抽象方法和全局常量组成,那么这种情况下不会将其定义为一个抽象类。只会定义为一个接口,所以接口严格的来讲属于一个特殊的类,而这个类里面只有抽象方法和全局常量,就连构造方法也没有。

    范例:定义一个接口

    interface A{//定义一个接口
    
        public static final String MSG = "hello";//全局常量
        public abstract void print();//抽象方法
    }
    

    二、接口的使用

    1、由于接口里面存在抽象方法,所以接口对象不能直接使用关键字new进行实例化。接口的使用原则如下:
    (1)接口必须要有子类,但此时一个子类可以使用implements关键字实现多个接口;
    (2)接口的子类(如果不是抽象类),那么必须要覆写接口中的全部抽象方法;
    (3)接口的对象可以利用子类对象的向上转型进行实例化。

    范例:

    package com.wz.interfacedemo;
    
    interface A{//定义一个接口A
    
        public static final String MSG = "hello";//全局常量
    
        public abstract void print();//抽象方法
    }
    
    interface B{//定义一个接口B
    
        public abstract void get();
    }
    
    class X implements A,B{//X类实现了A和B两个接口
    
        @Override
        public void print() {
            System.out.println("接口A的抽象方法print()");
        }
    
        @Override
        public void get() {
            System.out.println("接口B的抽象方法get()");
        }
    
    }
    
    public class TestDemo {
    
        public static void main(String[] args){
    
            X x = new X();//实例化子类对象
            A a = x;//向上转型
            B b = x;//向上转型
    
            a.print();
            b.get();
        }
    
    }
    

    运行结果:

    接口A的抽象方法print()
    接口B的抽象方法get()

    以上的代码实例化了X类的对象,由于X类是A和B的子类,那么X类的对象可以变为A接口或者B接口对象。我们把测试主类代码改一下:

    public class TestDemo {
    
        public static void main(String[] args){
    
            A a = new X();
    
            B b = (B) a;
            b.get();
    
        }
    
    }

    运行结果:

    接口B的抽象方法get()
    • 1

    好,没任何问题,我们再来做个验证:

    public class TestDemo {
    
        public static void main(String[] args){
    
            A a = new X();
    
            B b = (B) a;
            b.get();
    
            System.out.println(a instanceof A);
            System.out.println(a instanceof B);
    
        }

    运行结果:

    接口B的抽象方法get()
    true
    true
    

    我们发现,从定义结构来讲,A和B两个接口没有任何直接联系,但这两个接口却拥有同一个子类。我们不要被类型和名称所迷惑,因为实例化的是X子类,而这个类对象属于B类的对象,所以以上代码可行,只不过从代码的编写规范来讲,并不是很好。

    2、对于子类而言,除了实现接口外,还可以继承抽象类。若既要继承抽象类,同时还要实现接口的话,使用一下语法格式:

    class 子类 [extends 父类] [implemetns 接口1,接口2,...] {}

     

    范例:

    interface A{//定义一个接口A
    
        public static final String MSG = "hello";//全局常量
    
        public abstract void print();//抽象方法
    }
    
    interface B{//定义一个接口B
    
        public abstract void get();
    }
    
    abstract class C{//定义一个抽象类C
        public abstract void change();
    }
    
    class X extends C implements A,B{//X类继承C类,并实现了A和B两个接口
    
        @Override
        public void print() {
            System.out.println("接口A的抽象方法print()");
        }
    
        @Override
        public void get() {
            System.out.println("接口B的抽象方法get()");
        }
    
        @Override
        public void change() {
            System.out.println("抽象类C的抽象方法change()");
    
        }
    
    }

    对于接口,里面的组成只有抽象方法和全局常量,所以很多时候为了书写简单,可以不用写public abstract 或者public static final。并且,接口中的访问权限只有一种:public,即:定义接口方法和全局常量的时候就算没有写上public,那么最终的访问权限也是public,注意不是default。以下两种写法是完全等价的:

    interface A{
        public static final String MSG = "hello";
        public abstract void print();
    }

    等价于

    interface A{
        String MSG = "hello";
        void print();
    }

    但是,这样会不会带来什么问题呢?如果子类子类中的覆写方法也不是public,我们来看:

    package com.wz.interfacedemo;
    
    interface A{
    
        String MSG = "hello";
    
        void print();
    }
    
    class X implements A{
    
        void print() {
            System.out.println("接口A的抽象方法print()");
        }
    
    }
    
    public class TestDemo {
        public static void main(String[] args){
    
            A a = new X();
            a.print();
        }
    }
    

    运行结果:

    Exception in thread "main" java.lang.IllegalAccessError: com.wz.interfacedemo.X.print()V
        at com.wz.interfacedemo.TestDemo.main(TestDemo.java:22)

    这是因为接口中默认是public修饰,若子类中没用public修饰,则访问权限变严格了,给子类分配的是更低的访问权限。所以,在定义接口的时候强烈建议在抽象方法前加上public ,子类也加上:

    interface A{
    
        String MSG = "hello";
    
        public void print();
    }
    
    class X implements A{
    
        public void print() {
            System.out.println("接口A的抽象方法print()");
        }
    
    }

    3、在Java中,一个抽象类只能继承一个抽象类,但一个接口却可以使用extends关键字同时继承多个接口(但接口不能继承抽象类)。

    范例:

    interface A{
        public void funA();
    }
    
    interface B{
        public void funB();
    }
    
    //C接口同时继承了A和B两个接口
    interface C extends A,B{//使用的是extends
        public void funC();
    }
    
    class X implements C{
    
        @Override
        public void funA() {
    
    
        }
    
        @Override
        public void funB() {
    
    
        }
    
        @Override
        public void funC() {
    
    
        }
    
    }

    由此可见,从继承关系来说接口的限制比抽象类少:
    (1)一个抽象类只能继承一个抽象父类,而接口可以继承多个接口;
    (2)一个子类只能继承一个抽象类,却可以实现多个接口(在Java中,接口的主要功能是解决单继承局限问题)

    4、从接口的概念上来讲,接口只能由抽象方法和全局常量组成,但是内部结构是不受概念限制的,正如抽象类中可以定义抽象内部类一样,在接口中也可以定义普通内部类、抽象内部类和内部接口(但从实际的开发来讲,用户自己去定义内部抽象类或内部接口的时候是比较少见的),范例如下,在接口中定义一个抽象内部类:

    interface A{
        public void funA();
    
        abstract class B{//定义一个抽象内部类
            public abstract void funB();
        }
    }

    在接口中如果使用了static去定义一个内接口,它表示一个外部接口:

    interface A{
        public void funA();
    
        static interface B{//使用了static,是一个外部接口
            public void funB();
        }
    }
    class X implements A.B{
    
        @Override
        public void funB() {
    
        }
    
    }

    三、接口的实际应用(标准定义)

    在日常的生活之中,接口这一名词经常听到的,例如:USB接口、打印接口、充电接口等等。
    interface

    如果要进行开发,要先开发出USB接口标准,然后设备厂商才可以设计出USB设备。

    现在假设每一个USB设备只有两个功能:安装驱动程序、工作。
    定义一个USB的标准:

    interface USB {   // 操作标准       
        public void install() ;
        public void work() ;
    }

    在电脑上应用此接口:

    class Computer {
       public void plugin(USB usb) {
              usb.install() ;
              usb.work() ;
       }
    }

    定义USB设备—手机:

    class Phone implements USB {
         public void install() {
               System.out.println("安装手机驱动程序。") ;
         }
         public void work() {
               System.out.println("手机与电脑进行工作。") ;
         }
    }

    定义USB设备—打印机:

    class Print implements USB {
          public void install() {
               System.out.println("安装打印机驱动程序。") ;
          }
          public void work() {
               System.out.println("进行文件打印。") ;
          }
    }

    定义USB设备—MP3:

    class MP3 implements USB {
          public void install() {
               System.out.println("安装MP3驱动程序。") ;
          }
          public void work() {
               System.out.println("进行MP3拷贝。") ;
          }
    }

    测试主类:

    public class TestDemo {
        public static void main(String args[]) {
            Computer c = new Computer() ;
            c.plugin(new Phone()) ;
            c.plugin(new Print()) ;
            c.plugin(new MP3());
        }
    }

    运行结果:

    安装手机驱动程序。
    手机与电脑进行工作。
    安装打印机驱动程序。
    进行文件打印。
    安装MP3驱动程序。
    进行MP3拷贝。

    可以看出,不管有多少个USB接口的子类,都可以在电脑上使用。
    在现实生活中,标准的概念随处可见,而在程序里标准使用接口定义的。

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