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Java에서 인터페이스의 역할은 무엇입니까?

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2023-04-26 14:28:072395검색

1. 추상 클래스란

인터페이스를 설명하기에 앞서 추상 클래스는 무시할 수 없는 개념입니다. 인터페이스는 추상 클래스보다 더 추상적인 클래스라고 볼 수 있습니다.

추상수업이란 무엇인가요? "추상 메서드가 하나 이상 포함된 클래스는 추상 클래스이고, 추상 메서드는 메서드 본문이 없는 메서드입니다." 추상 메서드와 추상 클래스 모두 abstract로 선언해야 합니다. 예: abstract。例如:

<code>// 抽象类<br>public abstract class Person {<br>    // 抽象方法<br> public abstract String getDescription();<br>}</code>

切记!「除了抽象方法之外,抽象类还可以包含具体数据和具体方法」。例如, 抽象类 Person 还保存着姓名和一个返回姓名的具体方法:

<code>public abstract class Person{<br>    private String name;<br>    public Person(String name){<br>     this.name = name ;<br>    }<br>    public abstract String getDescription();<br>    public String getName(){<br>     return name;<br>    }<br>}</code>
❝  

许多程序员都会「错误」的认为,在抽象类中不能包含具体方法。其实这也是接口和抽象类的不同之处,接口中是不能包含具体方法的。

❞  

「抽象类不能被实例化」。也就是说,如果将一个类声明为 abstract, 就不能创建这个类的对象。

<code>new Person("Jack"); // Error</code>

可以定义一个抽象类的对象变量, 但是它只能引用非抽象子类的对象。假设 Student 类是 Person 的非抽象子类:

<code>Person p = new Student("Jack"); // Right</code>

所谓非抽象子类就是说,如果创建一个继承抽象类的子类并为之创建对象,那么就「必须为父类的所有抽象方法提供方法定义」。如果不这么做(可以选择不做),子类仍然是一个抽象类,编译器会强制我们为新类加上 abstract 关键字。

下面定义扩展抽象类 Person 的具体子类 Student

<code>public class Student extends Person { <br>    private String major; <br>    public Student(String name, String major) { <br>        super(name); <br>        this.major = major; <br>    } <br>    @Override<br>    public String getDescription(){ // 实现父类抽象方法<br>     return "a student majoring in " + major; <br>    } <br>} </code>

在 Student 类中实现了父类中的抽象方法 getDescription 。因此,「在 Student类中的全部方法都是非抽象的, 这个类不再是抽象类」

???? 调用如下:

<code>Person p = new Student("Jack","Computer Science");<br>p.getDescription();<br></code>
 

由于不能构造抽象类 Person的对象, 所以变量 p 永远不会引用 Person 对象, 而是引用诸如 Student这样的具体子类对象, 而这些对象中都重写了 getDescription方法。 

2. 什么是接口

接口的本质其实也是一个类,而且是一个比抽象类还要抽象的类。怎么说呢?抽象类是能够包含具体方法的,而接口杜绝了这个可能性,「在 Java 8 之前,接口非常纯粹,只能包含抽象方法,也就是没有方法体的方法」。而 Java 8 中接口出现了些许的变化,开始允许接口包含默认方法和静态方法,这个下文会讲解。

Java 使用关键字 interface 而不是 class 来创建接口。和类一样,通常我们会在关键字 interface 前加上 public 关键字,否则接口只有包访问权限,只能在接口相同的包下才能使用它。

<code>public interface Concept {<br>    void idea1();<br>    void idea2();<br>}</code> 

同样的,接口中既然存在抽象方法,那么他就需要被扩展(继承)。使用 implements 关键字使一个类扩展某个特定接口(或一组接口),通俗来说:接口只是外形,现在这个扩展子类要说明它是如何工作的。

<code>class Implementation implements Concept {<br>    @Override<br>    public void idea1() {<br>        System.out.println("idea1");<br>    }<br>    <br>    @Override<br>    public void idea2() {<br>        System.out.println("idea2");<br>    }<br>}<br></code>
 

这里需要注意的是,你可以选择显式地声明接口中的方法为 public,但是「即使你不这么做,它们也是 public 的」。所以当实现一个接口时,来自接口中的方法必须被定义为 public。否则,它们只有包访问权限,这样在被继承时,它们的可访问权限就被降低了,这是 Java 编译器所不允许的。

另外,接口中是允许出现常量的,与接口中的方法都自动地被设置为 public—样,「接口中的域将被自动被设置为 public static final 类型」,例如:

<code>public interface Concept {<br> void idea1(); // public void idea1();<br>    // 静态属性<br> double item = 95; // a public static final constant<br>}</code> 
❝  

可以将接口方法标记为 public,将域标记为 public static final。有些程序员出于习惯或提高清晰度的考虑, 愿意这样做。但 Java 语言规范却「建议不要书写这些多余的关键字」

❞  

3. 接口的特性

接口和类其中不同的一点就是,我们「无法像类一样使用 new

<code>x = new Concept(. . .); // ERROR</code> 
기억하세요!

"추상 메소드 외에도 추상 클래스에는 구체적인 데이터와 구체적인 메소드가 포함될 수 있습니다."

. 예를 들어, 추상 클래스 Person은 이름과 그 이름을 반환하는 구체적인 메서드도 저장합니다.

<code>Concept x; // OK</code> 

많은 프로그래머는

"잘못" 🎜 구체성이 개체에 포함될 수 없다고 믿습니다. 추상 클래스 메소드. 실제로 이는 인터페이스와 추상 클래스의 차이점이기도 합니다. 인터페이스는 특정 메서드를 포함할 수 없습니다. 🎜❞
🎜🎜"추상 클래스는 인스턴스화할 수 없습니다"🎜. 즉, 클래스가 abstract로 선언되면 해당 클래스의 객체를 생성할 수 없습니다. 🎜
<code>x = new Implementation(. . .); // OK provided Implementation implements Concept</code> 
🎜는 추상 클래스의 객체 변수를 정의할 수 있지만 추상이 아닌 하위 클래스의 객체만 참조할 수 있습니다. Student 클래스가 Person의 비추상 하위 클래스라고 가정합니다. 🎜
<code>if(x instanceof Concept){<br> ...<br>}</code> 
🎜 소위 비추상 하위 클래스는 추상을 상속하는 하위 클래스를 생성하는 경우를 의미합니다. 클래스를 생성하고 이에 대한 객체를 생성한 다음 🎜"상위 클래스의 모든 추상 메서드에 대해 메서드 정의를 제공해야 합니다"🎜. 이 작업을 수행하지 않으면(하지 않도록 선택할 수 있음) 하위 클래스는 여전히 추상 클래스가 되며 컴파일러는 강제로 abstract 키워드를 새 클래스에 추가합니다. 🎜🎜다음은 확장 추상 클래스 Person의 특정 하위 클래스 Student를 정의합니다. 🎜
<code>public interface Concept1 {<br>    void idea1();<br>    void idea2();<br>}<br><br>-------------------------------------------<br>    <br>public interface Concept2 extends Concept1{<br> double idea3();<br>}</code> 
🎜는 Student의 상위 클래스에 추상 메서드를 구현합니다. > 클래스 getDescription. 따라서 🎜"Student 클래스의 모든 메서드는 추상이 아니며 이 클래스는 더 이상 추상 클래스가 아닙니다"🎜. 🎜🎜???? 호출은 다음과 같습니다: 🎜
<code>class Implementation implements Concept1, Concept2 // OK</code> 
🎜추상 클래스 Person의 객체를 생성할 수 없으므로 변수 p는 결코 Person 개체이지만 Student와 같은 특정 하위 클래스 개체를 참조하며 getDescription 메서드는 이러한 개체에서 재정의됩니다. 🎜

2. 인터페이스란 무엇인가요? 🎜🎜인터페이스의 본질은 실제로 클래스이며 추상 클래스보다 더 추상적인 클래스입니다. 어떻게 말할까? 추상 클래스는 특정 메서드를 포함할 수 있지만 인터페이스는 이러한 가능성을 제거합니다. 🎜 "Java 8 이전에는 인터페이스가 매우 순수했고 메서드 본문이 없는 메서드만 포함할 수 있었습니다." Java 8에서는 인터페이스에 일부 변경이 있었고, 인터페이스에 기본 메소드와 정적 메소드를 포함하는 것이 허용되기 시작했습니다. 이에 대해서는 아래에서 설명하겠습니다. 🎜🎜Java는 class 대신 interface 키워드를 사용하여 인터페이스를 만듭니다. 클래스와 마찬가지로 일반적으로 인터페이스 키워드 앞에 public 키워드를 추가합니다. 그렇지 않으면 인터페이스는 패키지 액세스 권한만 가지며 동일한 인터페이스가 있는 패키지에서만 사용할 수 있습니다. . 🎜
<code>public interface Concept {<br>    // 静态方法<br> public static void get(String name){<br>     System.out.println("hello " + name);<br>    }<br>    // 默认方法<br>    default void idea1(){<br>        System.out.println("this is idea1");<br>    };<br>}</code> 
🎜마찬가지로 인터페이스에 추상 메서드가 있으므로 확장(상속)해야 합니다. 클래스가 특정 인터페이스(또는 인터페이스 그룹)를 확장하도록 하려면 implements 키워드를 사용하세요. 일반인의 관점에서 보면 인터페이스는 단지 모양일 뿐입니다. 이제 이 확장된 하위 클래스는 작동 방식을 설명해야 합니다. 🎜
<code>interface A {<br> default void idea(){<br>  System.out.println("this is A");<br> }<br>}<br><br>interface B {<br> default void idea(){<br>  System.out.println("this is B");<br> }<br>}<br><br>// 需要在 D 类中覆盖 idea 方法<br>class D implements A, B{<br>    public void getName(){<br>     System.out.println("this is D");<br>    }<br>}</code> 
🎜인터페이스의 메서드를 public으로 명시적으로 선언하도록 선택할 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 하지만 🎜"이렇게 하지 않더라도 여전히 public "🎜. 따라서 인터페이스를 구현할 때 인터페이스의 메서드를 <code>public으로 정의해야 합니다. 그렇지 않으면 패키지 액세스만 가지므로 상속되면 접근성이 감소하며 이는 Java 컴파일러에서 허용되지 않습니다. 🎜🎜또한 인터페이스에서 상수가 허용됩니다. 인터페이스의 메서드가 자동으로 public으로 설정되는 것처럼, 🎜"인터페이스의 필드는 자동으로 public static final로 설정됩니다. type"🎜, 예: 🎜
<code>interface B {<br> void idea();<br>}</code> 
❝ 🎜인터페이스 메서드를 public으로 표시하고 필드를 public static final로 표시할 수 있습니다. 일부 프로그래머 습관적으로 또는 명확성을 높이기 위해 기꺼이 이 작업을 수행하지만 Java 언어 사양에서는 "이러한 중복 키워드를 작성하지 말 것을 권장합니다". 🎜❞

3. 인터페이스의 특징 🎜🎜인터페이스와 클래스의 차이점은 🎜 new 연산자를 클래스처럼 사용할 수 없다는 것입니다. 인터페이스"🎜:🎜rrreee🎜이유도 매우 간단합니다. 인터페이스에는 구체적인 구성 방법조차 없기 때문에 인스턴스화하면 안 됩니다. 🎜🎜물론 인터페이스 개체를 생성할 수는 없지만 인터페이스 변수를 선언하는 것은 가능합니다. 🎜
<code>Concept x; // OK</code> 

接口变量必须引用实现了接口的类对象:

<code>x = new Implementation(. . .); // OK provided Implementation implements Concept</code> 

接下来, 如同使用 instanceof 检查一个对象是否属于某个特定类一样, 也可以使用 instanceof检查一个对象是否实现了某个特定的接口:

<code>if(x instanceof Concept){<br> ...<br>}</code> 

另外,与可以建立类的继承关系一样,「接口也可以被继承」

<code>public interface Concept1 {<br>    void idea1();<br>    void idea2();<br>}<br><br>-------------------------------------------<br>    <br>public interface Concept2 extends Concept1{<br> double idea3();<br>}</code> 

当然,读到这里大家可能依然无法理解,既然有了抽象类,为什么 Java 程序设计语言还要不辞辛苦地引入接口这个概念?

很重磅!因为「一个类可以实现多个接口,但是一个类只能继承一个父类」。正是接口的出现打破了 Java 这种单继承的局限,为定义类的行为提供了极大的灵活性。

<code>class Implementation implements Concept1, Concept2 // OK</code> 

有一条实际经验:在合理的范围内尽可能地抽象。显然,接口比抽象类还要抽象。因此,一般更倾向使用接口而不是抽象类。

4. Java 8 接口新特性

上文提过一嘴,「在 Java 8 中,允许在接口中增加静态方法和默认方法」。理论上讲,没有任何理由认为这是不合法的,只是这有违于将接口作为抽象规范的初衷。举个例子:

<code>public interface Concept {<br>    // 静态方法<br> public static void get(String name){<br>     System.out.println("hello " + name);<br>    }<br>    // 默认方法<br>    default void idea1(){<br>        System.out.println("this is idea1");<br>    };<br>}</code> 

用 default 修饰符标记的方法就是默认方法,这样子类就不需要去实现这个方法了。

不过,引入默认方法后,就出现了一个「默认方法冲突」的问题。如果先在一个接口 A 中将一个方法 idea 定义为默认方法, 然后又在另一个接口 B 或者超类 C 中定义了同样的方法  idea,然后类 D 实现了这两个接口 A 和 B(或超类 C)。于是类 D 中就有了方法 idea 的两个默认实现,出现了冲突,为此,Java 制定了一套规则来解决这个二义性问题:

1 )  「超类优先」。如果超类提供了一个具体方法,接口中的同名且有相同参数类型的默认方法会被忽略。

2 )  「接口冲突」。如果一个父类接口提供了一个默认方法,另一个父类接口也提供了一个同名而且参数类型相同的方法,子类必须覆盖这个方法来解决冲突。例如:

<code>interface A {<br> default void idea(){<br>  System.out.println("this is A");<br> }<br>}<br><br>interface B {<br> default void idea(){<br>  System.out.println("this is B");<br> }<br>}<br><br>// 需要在 D 类中覆盖 idea 方法<br>class D implements A, B{<br>    public void getName(){<br>     System.out.println("this is D");<br>    }<br>}</code> 

现在假设 B接口没有为 idea 提供默认实现:

<code>interface B {<br> void idea();<br>}</code> 

那么 D 类会直接从 A 接口继承默认方法吗?这好像挺有道理, 不过,Java 设计者更强调一致性。两个接口如何冲突并不重要,「只要有一个接口提供了一个默认实现,编译器就会报告错误, 我们就必须解决这个二义性」

当然,如果两个接口都没有为共享方法提供默认实现, 那么就与 Java 8 之前的情况一样,这里不存在冲突。

5. 接口存在的意义

在我自己早期学习编程的时候,对接口存在的意义实在困惑,我自己乱写代码的时候基本上不可能意识到需要去写接口,不知道接口到底有什么用,为什么要定义接口,感觉定义接口只是提前做了个多余的工作。

其实不是,定义接口并非多余,「接口是用来提供公用的方法,规定子类的行为的」。举个例子,让大家直观的感受下接口的作用:

比如有个网站, 需要保存不同客户的信息, 有些客户从 Web 网站来, 有些客户从手机客户端来, 有些客户直接从后台管理系统录入。假设不同来源的客户有不同的处理业务流程, 这个时候我们定义接口来提供一个保存客户信息的方法,然后不同的平台实现我们这个保存客户信息的接口,以后保存客户信息的话, 我们只需要知道这个接口就可以了,具体调用的方法被封装成了黑盒子,这也就是 Java 的多态的体现,「接口帮助我们对这些有相同功能的方法做了统一管理」

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