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Java介面如何定義和使用

PHPz轉載: 2023-04-18 22:10:06814瀏覽

一、引入

一方面，有時必須從幾個類別中衍生出一個子類，繼承它們所有的屬性和方法。但是，Java不支援多重繼承。有了接口，就可以得到多重繼承的效果。

另一方面，有時必須從幾個類別中抽取一些共同的行為特徵，而它們之間又沒有is-a的關係，僅僅是具有相同的行為特徵而已。例如：滑鼠、鍵盤、印表機、掃描器、相機、充電器、MP3機、手機、數位相機、行動硬碟等都支援USB連接。

二、理解

介面就是規範，定義的是一組規則，體現了現實世界中「如果你是/想要…則必須能…」的想法。繼承是一個"是不是"的關係，而介面實作則是"能不能"的關係。

介面的本質是契約，標準，規範，就像我們的法律一樣。制定好後大家都要遵守。

三、使用

介面使用關鍵字interface來定義。在

Java中，介面和類別是並列關係，或者介面可以理解為一種特殊的類別。從本質上講，介面是一種特殊的抽象類，這種抽象類別中只包含常數和方法的定義(JDK7.0及之前)，而沒有變數和方法的實作。

定義Java類別的語法格式：先寫extends，後寫implements

class SubClass extends SuperClass implements InterfaceA{ }

介面(interface)是抽象方法和常數值定義的集合。

如何定義介面：

JDK7及以前：只能定義全域常數與抽象方法

介面中的所有成員變數都預設為由public static final修飾的，可以省略不寫。
介面中的所有抽象方法都預設是由public abstract修飾的。

程式碼示範：

public interface Runner {
  int ID = 1;//<=>public static final int ID = 1;
  void start();//<=>public abstract void start();
  public void run();//<=>public abstract void run();
  void stop();//<=>public abstract void stop();
}

JDK8：除了定義全域常數和抽象方法之外，還可以定義靜態方法、預設方法。

1.靜態方法：使用 static 關鍵字修飾。

介面中定義的靜態方法，只能透過介面來調用，並執行其方法體。我們經常在相互一起使用的類別中使用靜態方法。你可以在標準庫中找到像Collection/Collections或Path/Paths這樣成對的介面和類別。

2.預設方法：預設方法使用 default 關鍵字修飾。可以透過實作類別物件來呼叫。我們在已有的介面中提供新方法的同時，也保持了與舊版程式碼的兼容性。例如：java 8 API中對Collection、List、Comparator等介面提供了豐富的預設方法。

若一個介面中定義了一個預設方法，而另外一個介面中也定義了一個同名同參數的方法（不管此方法是否是預設方法），在實作類別同時實作了這兩個介面時，會出現：介面衝突。解決方法：實作類別必須覆蓋介面中同名同參數的方法，來解決衝突。
若一個介面中定義了一個預設方法，而父類別中也定義了一個同名同參數的非抽象方法，那麼子類別在沒有重寫此方法的情況下，預設呼叫的是父類別中的同名同參數的方法，不會出現衝突問題。因為此時遵守：類別優先原則。介面中具有相同名稱和參數的預設方法會被忽略。
如何在子類別(或實作類別)的方法中呼叫父類別、介面中被重寫的方法?

程式碼演示1：

public void myMethod(){
		method3();//调用自己定义的重写的方法
		super.method3();//调用的是父类中声明的
		//调用接口中的默认方法
		CompareA.super.method3();
		CompareB.super.method3();
	}

程式碼示範2：

interface Filial {// 孝顺的
	default void help() {
		System.out.println("老妈，我来救你了");
	}
}
interface Spoony {// 痴情的
	default void help() {
		System.out.println("媳妇，别怕，我来了");
	}
}
class Father{
	public void help(){
		System.out.println("儿子，就我媳妇！");
	}
}
class Man extends Father implements Filial, Spoony {
	@Override
	public void help() {
		System.out.println("我该就谁呢？");
		Filial.super.help();
		Spoony.super.help();
	}	
}

介面中不能定義建構器的！意味著接口不可以實例化。

介面採用多重繼承機制。可以實作多個介面，彌補了Java單繼承性的限制。

格式：class AA extends BB implements CC,DD,EE;

Java開發中，介面透過讓類別去實作(implements)的方式來使用。

如果實作類別覆寫了介面中的所有抽象方法，則此實作類別就可以實例化。
如果實作類別沒有覆寫介面中所有的抽象方法，則此實作類別仍為抽象類別。

程式碼示範：

/*
实现类SubAdapter必须给出接口SubInterface以及父接口MyInterface
中所有方法的实现。否则，SubAdapter仍需声明为abstract的。
*/
interface MyInterface{
    String s=“MyInterface”;
    public void absM1();
    }
interface SubInterface extends MyInterface{
    public void absM2();
    }
public class SubAdapter implements SubInterface{
    public void absM1(){System.out.println(“absM1”);}
    public void absM2(){System.out.println(“absM2”);}
}

介面與介面之間可以繼承，而且可以多繼承。

一個類別可以實作多個無關的介面。

程式碼示範：

interface Runner { public void run();}
interface Swimmer {public double swim();}
class Creator{public int eat(){…}} 
class Man extends Creator implements Runner ,Swimmer{
    public void run() {……}
    public double swim() {……}
    public int eat() {……}
}

與繼承關係類似，介面與實作類別之間存在多態性

程式碼示範：

public class Test{
  public static void main(String args[]){
    Test t = new Test();
    Man m = new Man();
    t.m1(m);
    t.m2(m);
    t.m3(m);
  }
  public String m1(Runner f) { f.run(); }
  public void m2(Swimmer s) {s.swim();}
  public void m3(Creator a) {a.eat();}
}

介面的匿名實作類別匿名物件

程式碼示範：

public class USBTest {
	public static void main(String[] args) {
		Computer com = new Computer();
		//1.创建了接口的非匿名实现类的非匿名对象
		Flash flash = new Flash();
		com.transferData(flash);
		//2. 创建了接口的非匿名实现类的匿名对象
		com.transferData(new Printer());
		//3. 创建了接口的匿名实现类的非匿名对象
		USB phone = new USB(){
			@Override
			public void start() {
				System.out.println("手机开始工作");
			}
			@Override
			public void stop() {
				System.out.println("手机结束工作");
			}			
		};
		com.transferData(phone);
		//4. 创建了接口的匿名实现类的匿名对象
		com.transferData(new USB(){
			@Override
			public void start() {
				System.out.println("mp3开始工作");
			}
			@Override
			public void stop() {
				System.out.println("mp3结束工作");
			}
		});
	}
}
class Computer{	
	public void transferData(USB usb){//USB usb = new Flash();
		usb.start();		
		System.out.println("具体传输数据的细节");		
		usb.stop();
	}		
}
interface USB{
	//常量：定义了长、宽、最大最小的传输速度等	
	void start();	
	void stop();	
}
class Flash implements USB{
	@Override
	public void start() {
		System.out.println("U盘开启工作");
	}
	@Override
	public void stop() {
		System.out.println("U盘结束工作");
	}	
}
class Printer implements USB{
	@Override
	public void start() {
		System.out.println("打印机开启工作");
	}
	@Override
	public void stop() {
		System.out.println("打印机结束工作");
	}	
}

四、應用程式-代理模式(Proxy)

1. 應用場景

安全代理：屏蔽對真實角色的直接存取。
遠端代理程式：透過代理程式類別處理遠端方法呼叫（RMI）。
延迟加载：先加载轻量级的代理对象，真正需要再加载真实对象，比如你要开发一个大文档查看软件，大文档中有大的图片，有可能一个图片有100MB，在打开文件时，不可能将所有的图片都显示出来，这样就可以使用代理模式，当需要查看图片时，用proxy来进行大图片的打开。

2. 分类

静态代理（静态定义代理类）
动态代理（动态生成代理类）

3. 代码演示

//举例一：
interface Network {
    public void browse();
    }
// 被代理类
class RealServer implements Network { @Override
    public void browse() {
    System.out.println("真实服务器上
    网浏览信息");
    } 
}
// 代理类
class ProxyServer implements Network {
    private Network network;
    public ProxyServer(Network network) {
    this.network = network; }
    public void check() {
    System.out.println("检查网络连接等操作");
}
    public void browse() {
    check();
    network.browse();
    } 
}
public class ProxyDemo {
    public static void main(String[] args) {
    Network net = new ProxyServer(new
    RealServer());
    net.browse();
    } 
}
//举例二：
public class StaticProxyTest {
	public static void main(String[] args) {
		Proxy s = new Proxy(new RealStar());
		s.confer();
		s.signContract();
		s.bookTicket();
		s.sing();
		s.collectMoney();
	}
}
interface Star {
	void confer();// 面谈
	void signContract();// 签合同
	void bookTicket();// 订票
	void sing();// 唱歌
	void collectMoney();// 收钱
}
//被代理类
class RealStar implements Star {
	public void confer() {
	}
	public void signContract() {
	}
	public void bookTicket() {
	}
	public void sing() {
		System.out.println("明星：歌唱~~~");
	}
	public void collectMoney() {
	}
}
//代理类
class Proxy implements Star {
	private Star real;
	public Proxy(Star real) {
		this.real = real;
	}
	public void confer() {
		System.out.println("经纪人面谈");
	}
	public void signContract() {
		System.out.println("经纪人签合同");
	}
	public void bookTicket() {
		System.out.println("经纪人订票");
	}
	public void sing() {
		real.sing();
	}
	public void collectMoney() {
		System.out.println("经纪人收钱");
	}
}

五、接口和抽象类之间的对比

No.	区别点	抽象类	接口
1	定义	包含抽象方法的类	主要是抽象方法和全局常量的集合
2	组成	构造方法、抽象方法、普通方法、常量、变量	常量、抽象方法、(jdk8.0:默认方法、静态方法)
3	使用	子类继承抽象类(`extends`)	子类实现接口(`implements`)
4	关系	抽象类可以实现多个接口	接口不能继承抽象类，但允许继承多个接口
5	常见设计模式	模板方法	简单工厂、工厂方法、代理模式
6	对象	都通过对象的多态性产生实例化对象	都通过对象的多态性产生实例化对象
7	局限	抽象类有单继承的局限	接口没有此局限
8	实际	作为一个模板	是作为一个标准或是表示一种能力
9	选择	如果抽象类和接口都可以使用的话，优先使用接口，因为避免单继承的局限	如果抽象类和接口都可以使用的话，优先使用接口，因为避免单继承的局限

六、经典题目(排错)

//题目一：
interface A {
    int x = 0;
    }
class B {
    int x = 1;
    }
class C extends B implements A {
    public void pX() {
    System.out.println(x);
    }
public static void main(String[] args) {
    new C().pX();
    } 
}
//题目二：
interface Playable {
    void play();
    }
interface Bounceable {
    void play();
}
interface Rollable extends Playable, Bounceable {
    Ball ball = new Ball("PingPang");
}
class Ball implements Rollable {
    private String name;
    public String getName() {
    return name; 
    }
    public Ball(String name) {
    this.name = name; 
    }
    public void play() {
    ball = new Ball("Football");
    System.out.println(ball.getName());
    } 
}

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