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Java 面向对象 - Java 接口

2022年8月1日
大约 8 分钟

Java 面向对象 - Java 接口

什么是接口？

一个Java 接口（interface）是一些方法特征的集合，这些方法特征来自于具体方法，这些方法符合它们一般来自于一些在系统中不断出现的方法。一个接口只有方法的特征，而没有方法的实现，因此这些方法在不同的地方被实现时，可以具有完全不同的行为。在Java语言中，Java接口还可以定义public的变量。

接口把方法的特征和方法的实现分割开来。这种分割，体现在接口常常代表一个角色（role），它包装与该角色相关的操作和属性，而实现这个接口的类便扮演这个角色的演员（类）。一个角色（接口）可以由不同的演员（类）来演，而不同的演员（类）之间除了扮演一个共同的角色（接口）之外，并不要求有任何其他的共同之处。

接口，英文称作interface，在软件工程中，接口泛指供别人调用的方法或者函数。从这里，我们可以体会到Java语言设计者的初衷，它是对行为的抽象。在Java中，定一个接口的形式如下：

[public] interface InterfaceName {

}

接口中可以含有变量和方法。但是要注意，接口中的变量会被隐式地指定为public static final变量（并且只能是public static final变量，用private修饰会报编译错误），而方法会被隐式地指定为public abstract方法且只能是public abstract方法（用其他关键字，比如private、protected、static、final等修饰会报编译错误），并且接口中所有的方法不能有具体的实现，也就是说，接口中的方法必须都是抽象方法。从这里可以隐约看出接口和抽象类的区别，接口是一种极度抽象的类型，它比抽象类更加“抽象”，并且一般情况下不在接口中定义变量。

要让一个类遵循某组特地的接口需要使用implements关键字，具体格式如下：

class ClassName implements Interface1,Interface2,[....]{
}

可以看出，允许一个类遵循多个特定的接口。如果一个非抽象类遵循了某个接口，就必须实现该接口中的所有方法。对于遵循某个接口的抽象类，可以不实现该接口中的抽象方法。

注意：

在人们讲到“接口”时，这个词往往有两种不同的含义：

第一种是指Java接口，这是一种Java语言中存在的结构，有特定的语法和结构;第二种仅仅是指一个类所具有的方法的特征集合，是一种逻辑上的抽象。Java的接口可以有public、静态的（static）和final的属性。

接口的用法，定义与实现：

public interface Test{
    public static final int num; //成员常量具有固定的修饰符：public static final
    public abstract void method; //成员函数具有固定的修饰符：public abstract
}
public class Testimpl implements Test{
    // 实现接口中的所有方法
    .....
}

接口的特性

接口不是类，尤其不用使用new运算符实例一个接口。不能构造接口的对象，却能声明接口的变量。（出现在回调设计模式中，体现了Java的多态特性）

/*
*功能：到达指定的时间发出通告
*/
public interface ActionListener{
    void actionPerformed(ActionEvent event);
}

class TimePrinter implements ActionListener{
    //此处ActionEvent参数提供了事件的相关信息
    public void actionPerformed(ActionEvent event){
        Date now = new Data();
        System.out.println("At the tone, the time is" + now);
        Toolkit.getDefaultToolkit().beep();
    }
}

然后构造这个类的一个对象，并将它传递给Timer构造器。

ActionListener listener = new TimePrinter();
Timer t = new Timer(10000, listener);

接口中不能包含实例域或静态方法。接口与接口之间可以是继承关系，而且可以实现多继承。

public interface Moveable {
    void move(double x, double y);
}
public interface Powered extends Moveable {
    double milesPerGallon();
}

注意：

对于接口中的固定修饰符，可以省略；一个类实现多个接口时，接口与接口之间要用逗号隔开；接口的变量必须引用实现了接口的类对象。

包含抽象方法的类称为抽象类，但并不意味着抽象类中只能有抽象方法，它和普通类一样，同样可以拥有成员变量和普通的成员方法。注意，抽象类和普通类的主要有三点区别：

1）抽象方法必须为public或者protected（因为如果为private，则不能被子类继承，子类便无法实现该方法），缺省情况下默认为public。

2）抽象类不能用来创建对象；

3）如果一个类继承于一个抽象类，则子类必须实现父类的抽象方法。如果子类没有实现父类的抽象方法，则必须将子类也定义为为abstract类。

在其他方面，抽象类和普通的类并没有区别。

抽象类和接口的区别

1. 语法层面上的区别

1）抽象类可以提供成员方法的实现细节，而接口中只能存在public abstract方法；

2）抽象类中的成员变量可以是各种类型的，而接口中的成员变量只能是public static final类型的；

3）接口中不能含有静态代码块以及静态方法，而抽象类可以有静态代码块和静态方法；

4）一个类只能继承一个抽象类，而一个类却可以实现多个接口。

2. 设计层面上的区别

1）抽象类是对一种事物的抽象，即对类抽象，而接口是对行为的抽象。抽象类是对整个类整体进行抽象，包括属性、行为，但是接口却是对类局部（行为）进行抽象。举个简单的例子，飞机和鸟是不同类的事物，但是它们都有一个共性，就是都会飞。那么在设计的时候，可以将飞机设计为一个类Airplane，将鸟设计为一个类Bird，但是不能将 飞行 这个特性也设计为类，因此它只是一个行为特性，并不是对一类事物的抽象描述。此时可以将飞行设计为一个接口Fly，包含方法fly()，然后Airplane和Bird分别根据自己的需要实现Fly这个接口。然后至于有不同种类的飞机，比如战斗机、民用飞机等直接继承Airplane即可，对于鸟也是类似的，不同种类的鸟直接继承Bird类即可。从这里可以看出，继承是一个是不是的关系，而接口实现则是有没有的关系。如果一个类继承了某个抽象类，则子类必定是抽象类的种类，而接口实现则是有没有、具备不具备的关系，比如鸟是否能飞（或者是否具备飞行这个特点），能飞行则可以实现这个接口，不能飞行就不实现这个接口。

2）设计层面不同，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，比如某个电梯都装了某种报警器，一旦要更新报警器，就必须全部更新。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。

网上流传实例：门和警报的例子：门都有open()和close()两个动作，此时我们可以定义通过抽象类和接口来定义这个抽象概念：

abstract class Door {
    public abstract void open();
    public abstract void close();
}

//或
interface Door {
    public abstract void open();
    public abstract void close();
}

但是现在如果我们需要门具有报警alarm()的功能，那么该如何实现？下面提供两种思路：

1）将这三个功能都放在抽象类里面，但是这样一来所有继承于这个抽象类的子类都具备了报警功能，但是有的门并不一定具备报警功能；

2）将这三个功能都放在接口里面，需要用到报警功能的类就需要实现这个接口中的open()和close()，也许这个类根本就不具备open()和close()这两个功能，比如火灾报警器。

从这里可以看出，Door的open() 、close()和alarm()根本就属于两个不同范畴内的行为，open()和close()属于门本身固有的行为特性，而alarm()属于延伸的附加行为。因此最好的解决办法是单独将报警设计为一个接口，包含alarm()行为,Door设计为单独的一个抽象类，包含open和close两种行为。再设计一个报警门继承Door类和实现Alarm接口。

interface Alram {
    void alarm();
}
abstract class Door {
    void open();
    void close();
}
class AlarmDoor extends Door implements Alarm {
    void oepn() {
        //....
    }
    void close() {
        //....
    }
    void alarm() {
        //....
    }
}

引用资料

  • http://www.cnblogs.com/mnzero/p/4625792.html
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