• Java接口


    接口(英文:Interface)是Java中非常重要的内容,初学的时候可能感受不深,但是在做项目的时候,对面向接口编程的运用就变得尤为重要,不过这是后话了。现在先讨论假如是刚刚接触接口这个概念,该怎么玩?如果是看过我之前文章的朋友应该了解,在遇到一个新概念的时候,我一般思考框架是先问下面三个问题:

    1.这个东西有什么用?用来干什么的?它的意义在哪里?(显然,如果是没用的东西,就没必要浪费时间了;其实,弄懂了这个问题,就掌握了50%)

    2.这个概念或者技能点怎么用?也就是它的表现形式,如关键字、修饰词、语法什么的。。。(这个占20%)

    3.这个东西在用的过程中,有哪些关键点和细节点?(这个占30%)

    上面三个问题搞清楚了,剩下的就是去用了。。。“无他,但手熟尔。”

    一、接口有什么用?它的意义在哪里?

    回答这个问题,两句话就够了:

    1.接口表示一种能力;

    2.接口表示一种约定。

    先来看第一点“接口表示一种能力”,举个栗子:

    需求:现在要创造一个蜘蛛侠。人有“唱歌”和“考试”的功能,蜘蛛有“爬行”和“吐丝”的功能。

    分析:首先蜘蛛侠是一个人,他有蜘蛛的能力。按照面向对象思想,可以将人和蜘蛛分别定义成抽象类。但是,不能让蜘蛛侠在继承人的同时又继承蜘蛛。两个原因:一、蜘蛛侠不是蜘蛛,不符合继承中 【is a】的关系;二、Java只支持单继承。如何解决这个问题呢?这时就要用到接口,接口是【has a】的关系。可以将蜘蛛的行为能力定义为接口,让蜘蛛侠继承人,实现蜘蛛的行为能力的接口。实现代码如下:

    1 public abstract class Person { //定义Person抽象类

    2 public abstract void sing(); //唱歌抽象方法

    3 public abstract void exam(); //考试抽象方法

    4 }

    5 public interface ISpiderable { //定义一个蜘蛛的行为能力接口

    6 public abstract void creep(); //爬行抽象方法

    7 public abstract void shootWeb(); //吐丝抽象方法

    8 }

    9 public class SpiderMan extends Person implements ISpiderable{//继承人,实现蜘蛛的行为能力接口

    10 String name = "彼得·帕克";

    11

    12 @Override

    13 public void creep() { //实现爬行方法

    14 System.out.println(name + " 在屋顶上爬,在树枝上爬,在夕阳下的草地上爬。。。");

    15 }

    16 @Override

    17 public void shootWeb() { //实现吐丝方法

    18 System.out.println(name + " 吐丝织网抓虫子");

    19 }

    20 @Override

    21 public void sing() { //实现唱歌方法

    22 System.out.println(name + " 往事不要再提人生已多风雨~");

    23 }

    24 @Override

    25 public void exam() { //实现考试方法

    26 System.out.println(name + " 上午考语文,下午考数学,明天考英语。。。");

    27 }

    28 }

    29 public class Test { //测试一下

    30 public static void main(String[] args) {

    31 SpiderMan spiderman = new SpiderMan();

    32 spiderman.creep();

    33 spiderman.sing();

    34 }

    35 }

    运行结果如下:

    接着来,有天傍晚蜘蛛侠吃饱了没事儿闲溜达,在路边草丛里发现了雷神的大铁锤,于是他有具备了闪电的能力:

    1 public interface ILightningable { //定义闪电能力接口

    2 public abstract void lightning(); //闪电抽象方法

    3 }

    4 public class SpiderMan extends Person implements ISpiderable,ILightningable{//继承人,实现蜘蛛的行为能力接口,实现闪电能力接口

    5 String name = "彼得·帕克";

    6

    7 @Override

    8 public void creep() { //实现爬行方法

    9 System.out.println(name + " 在屋顶上爬,在树枝上爬,在夕阳下的草地上爬。。。");

    10 }

    11 @Override

    12 public void shootWeb() { //实现吐丝方法

    13 System.out.println(name + " 吐丝织网抓虫子");

    14 }

    15 @Override

    16 public void sing() { //实现唱歌方法

    17 System.out.println(name + " 往事不要再提人生已多风雨~");

    18 }

    19 @Override

    20 public void exam() { //实现考试方法

    21 System.out.println(name + " 上午考语文,下午考数学,明天考英语。。。");

    22 }

    23 @Override

    24 public void lightning() {

    25 System.out.println(name + " 来一波闪电~"); //实现闪电方法

    26 }

    28 public class Test { //测试一下

    29 public static void main(String[] args) {

    30 SpiderMan spiderman = new SpiderMan();

    31 spiderman.creep();

    32 spiderman.sing();

    33 spiderman.lightning();

    通过上面的例子,“接口表示一种能力”已经算是不言而喻了,那么,为什么说“接口表示一种约定”?

    首先,什么是“约定”?所谓的约定就是,这事儿就按咱哥俩说的规矩办,谁也别出幺蛾子。举个经典的打印机的例子:要求实现打印机的打印功能。打印机的墨盒可能是彩色的,也可能是黑白的,所用的纸张可以有多种类型,如A4、B5等,要命的是墨盒和纸张都不是打印机厂商生产的。那么,打印机厂商如何避免自的打印机与市场上的墨盒、纸张不符呢?

    分析:有效解决该问题的途径是制定墨盒、纸张的约定或标准,然后打印机厂商按照约定对墨盒、纸张提供支持,这样一来,无论最后使用的是厂商张三还是厂商王麻子提供的墨盒或纸张,只有符合统一的约定,打印机都可以打印。当然,“接口(Interface)”就是这样一种约定。打印机打印功能实现如下:

    1 public interface IInkBox { //定义墨盒接口,约定墨盒的标准

    2 public String getColor(); //返回墨盒的颜色

    4 public interface IPaper { //定义纸张的接口,约定纸张的标准

    5 public String getSize();//返回纸张的种类

    6 }

    7 public class Printer{ //定义打印机类,引用墨盒接口、纸张接口实现打印功能

    8 IInkBox inkbox=null;

    9 IPaper paper=null;

    10 public Printer(IInkBox inkbox,IPaper paper) { //构造函数,以接口类型为形参实现多态

    11 this.inkbox = inkbox;

    12 this.paper = paper;

    13 }

    14 public void printer() { //实现打印功能

    15 System.out.println("使用"+inkbox.getColor()+"墨盒在"+paper.getSize()+"纸张上打印。");

    16 }

    17 }

    18 public class ColorInkBox implements IInkBox{ //墨盒厂商按照墨盒接口实现彩色墨盒ColorInkBox类

    19 public String getColor() {

    20 return "彩色";

    21 }

    23 public class GrayInkBox implements IInkBox{ //墨盒厂商按照墨盒接口实现黑白墨盒GrayInkBox类

    24 public String getColor() {

    25 return "黑白";

    28 public class A4Paper implements IPaper{ //A4纸类实现纸张接口

    29 public String getSize() {

    30 return "A4纸";

    31 }

    32 }

    33 public class B5Paper implements IPaper{ //B5纸类实现纸张接口

    34 public String getSize() {

    35 return "B5纸";

    36 }

    37 }

    38 public class Test { //测试一下

    39 public static void main(String[] args) {

    40 IInkBox colorInk = new ColorInkBox(); //接口IInk类型引用指向彩色墨盒ColorInkBox实现类的对象,多态

    41 IInkBox grayInk = new GrayInkBox();

    42 IPaper a4Paper = new A4Paper(); //接口IPaper类型引用指向A4纸A4Paper实现类的对象,多态

    43 IPaper b5Paper = new B5Paper();

    44

    45 Printer printer = new Printer(colorInk,a4Paper); //创建Printer对象(组装打印机),彩色墨盒、A4纸

    46 printer.printer();

    47 Printer printer2 = new Printer(grayInk,b5Paper); //创建Printer对象(组装打印机),黑白墨盒、B5纸

    48 printer2.printer();

    49 }

    50 }

    功能实现,这就是“接口表示一种约定”。

    二、接口怎么用?它的表现形式?

    其实,从上面的例子中聪明的你肯定已经大致知道接口怎么用了,下面就总结一下Java中接口的定义语法和类实现接口的语法如下:

    [修饰词] interface 接口名 extends 父接口1,父接口2,....{

    //常量定义

    //抽象方法定义

    }

    class 类名 extends 父类名 implements 接口1,接口2,...{

    //类成员

    【关于接口用法的说明(其实,初学时不用都记住,先掌握关键点用起来再说,报几次错再回来补细节)】:

    1.如果修饰词是public,则该接口在整个项目中可见;如果省略修饰词,则该接口只在当前包中可见。

    2.接口中只能定义常量。接口中的属性都会自动用 public static final 修饰,即接口中的属性都是全局静态常量,必须在定义时指定初始值。

    3.接口中所有方法都是抽象方法,都会自动用 public abstract 修饰,即接口中只有全局抽象方法。

    4.接口之间可以通过extends实现继承关系,一个接口可以继承多个接口,但接口不能继承类。

    5.接口的实现类必须实现接口的全部方法,否则就变成了抽象类。

    三、接口使用的关键点?

    了解接口很重要的一点就是它和抽象类的区别,这两个东西确实很像,都有继承,都有抽象方法,有种不严谨的说法甚至说“可以把接口当作一种极端的抽象类”,这么说有一定道理,但是接口和抽象类还是有很大的不同:

    【语法方面】:

    1.抽象类中属性可以有常量、变量,接口中只能是 public static final 修饰的常量;

    2.抽象类中方法可以有抽象方法、普通成员方法,接口中只能有抽象方法;

    3.抽象类只能单继承,接口可以继承多个接口;

    4.一个类只能继承一个抽象类,一个类可以实现多个接口。

    【设计方面】:

    1.抽象类是对事物的抽象,接口是对行为的抽象。就像上面蜘蛛侠的例子,抽象类 Person 是抽象人这个事物,接口 ISpiderable 是抽象蜘蛛的行为能力。

    2.设计模式不同,抽象类作为很多子类的父类,它是一种模板式设计。而接口是一种行为规范,它是一种辐射式设计。什么是模板式设计?最简单例子,大家都用过ppt里面的模板,如果用模板A设计了ppt B和ppt C,ppt B和ppt C公共的部分就是模板A了,如果它们的公共部分需要改动,则只需要改动模板A就可以了,不需要重新对ppt B和ppt C进行改动。而辐射式设计,就像上面打印机的例子,如果改变了纸张IPaper的接口,那么纸张的实现类 A4Paper() 和 B5Paper()就都要修改。也就是说对于抽象类,如果需要添加新的方法,可以直接在抽象类中添加具体的实现,子类可以不进行变更;而对于接口则不行,如果接口进行了变更,则所有实现这个接口的类都必须进行相应的改动。

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