Java基础之：OOP——接口

usb插槽就是现实中的接口，可以把手机,相机,u盘都插在usb插槽上,而不用担心那个插槽是专门插哪个的,原因是做usb插槽的厂家和做各种设备的厂家都遵守了统一的规定包括尺寸，排线等等。

而在java中我们也可以实现类似这样的功能。

简单案例

package class_interface;
​
public class Class_Test {
​
    public static void main(String[] args) {

        Computer computer = new Computer();

        //使用USB接口，多态传入
        //1. 在java中， 允许 将一个实现了某个接口的 类的对象，传递给该接口的一个引用
        //2. 在接口使用过程中，仍然遵守我们的多态和动态绑定机制
        computer.work(new Phone()); //匿名对象做传入参数
        computer.work(new U_disk());
    }
​
}
​
class Computer{
    //Computer类使用了USB接口
    public void work(USB usb) { //输入参数实现接口的多态
        usb.start();
        usb.stop();
    }
​
}
​
//声明一个接口使用 interface 关键字
interface USB{
    //对于接口内写的所有方法而言，都是默认带有abstract关键字修饰的，即抽象方法
    public void start();
    public void stop();

    //在jdk8.0之后，接口中也可以实现方法，但必须是静态方法与默认方法，例如：
    //因为可能会出现一个接口我们会频繁的使用，且对于接口中的某一个方法都实现一样的作用。
    //那么在接口中实现静态/默认方法后，在实现接口的类中，直接调用此方法即可。不需要再重写实现此方法
    default public void hi() {
        System.out.println("say hi....");
    }
    public static void hello() {
        System.out.println("say hello....");
    }
}
​
//实现一个接口使用 implements 关键字，接口与抽象类很类似
//实现了接口的类，也需要实现接口中的所有抽象方法
class Phone implements USB{
​
    @Override
    public void start() {
        System.out.println("手机开始工作....");
    }
​
    @Override
    public void stop() {
        System.out.println("手机停止工作....");
        hi();
    }   

}
​
class U_disk implements USB{
​
    @Override
    public void start() {
        System.out.println("U盘开始工作....");
    }
​
    @Override
    public void stop() {
        System.out.println("U盘停止工作....");
    }

}

程序输出

手机开始工作....

手机停止工作....

say hi....

U盘开始工作....

U盘停止工作....

接口介绍

接口就是将没有实现的抽象方法放在一起，当有类需要使用这些方法时，则根据实际情况将这个方法实现出来。

声明语法：

1. 创建接口

   interface 接口名{

   　　//属性

   　　//抽象方法

   }

2. 使用接口

   class 类名 implements 接口名{

   　　//类自己的属性

   //类自己的方法

   //必须实现接口中的抽象方法

   }

小结：接口是更加抽象的抽象的类，抽象类里的方法可以有方法体，接口里的所有方法都没有

方法体。

接口使用细节

1) 接口不能被实例化

2) 接口中所有的方法是 public方法, 接口中抽象方法，可以不用abstract 修饰

3) 一个普通类实现接口,就必须将该接口的所有方法都实现。

4) 抽象类实现接口，可以不用实现接口的方法。

5) 一个类同时可以实现多个接口

6) 接口中的属性,只能是final的，而且是 public static final 修饰符。比如： int a=1; 实际上是 public static final int a=1; (必须初始化)

7) 接口中属性的访问形式: 接口名.常量名

8) 一个接口不能继承其它的类,但是可以继承多个别的接口

9) 接口的修饰符 只能是 public 和默认，这点和类的修饰符是一样的。

细节案例

package class_interface;
public class InterfaceDetail {
    public static void main(String[] args) {

    }
}
​
//接口命名习惯： 大写I + 接口名 ， 例如：IUser
interface IA{
    public void m1();
    public void m2();
}
​
interface IB{
    public void m1();
    public void m3();
}
​
​
//细节1.一个普通类实现接口,就必须将该接口的所有方法都实现。
class CA implements IA{
​
    @Override
    public void m1() {
​
    }
​
    @Override
    public void m2() {

    }
}
​
//细节2.抽象类实现接口，可以不用实现接口的方法。
abstract class CB implements IA{
    //这点很容易理解，因为抽象类中允许继承下来的抽象方法不进行重写实现。
}
​
//细节3：一个类同时可以实现多个接口 ,且必须实现多个接口中的所有抽象方法
//这里我们会发现，IA与IB接口中，m1()方法重名了，但在CC类中实现并没有报错。
//理解：因为m1()方法,仅是接口定义的一个规范，需要类来实现这个规范，而我们只要实现了m1()方法，则IA与IB接口可以使用
class CC implements IA,IB{
​
    @Override
    public void m3() {

    }
​
    @Override
    public void m1() {

    }
​
    @Override
    public void m2() {

    }
}
​
//细节4：接口中的属性,只能是final的，而且是 public static final 修饰符。
//比如： int a=1; 实际上是 public static final int a=1; (必须初始化)
interface IC{
    int a = 1;
//  private int b = 2;
    /*
     * 这里使用private声明之后，报错：
     * Illegal modifier for the interface field IC.b; only public, static & final are permitted
     */
}
​
//细节5：接口中属性的访问形式: 接口名.常量名
class CD implements IC{
    //这点也很好理解，因为属性a是默认被static修饰的，所以只能使用接口名访问
    public void say() {
        System.out.println(IC.a);
    }
}
​
//细节6：一个接口不能继承其它的类,但是可以继承多个别的接口
interface ID extends /*CD*/ IA,IB,IC{
    //如果继承CD类的话，报错：
    //The type CD cannot be a superinterface of ID; a superinterface must be an interface

    /*
     * 这点容易出现混淆，因为我们之前说Java是单继承的，但接口这里好像又出现了多继承的情况
     * 我们可以这样理解，电脑通过USB接口连接上了USB转换器，通过USB转换器，我们连接上了读卡器
     * 那么就说，USB接口通过继承USB连接器扩展了可以连接读卡器的功能。
     * 所以对于接口的继承而言，并不像是父类与子类的关系，而是使用继承机制，扩展单个接口的功能。
     */
}
​
//细节7:接口的修饰符 只能是 public 和默认，这点和类的修饰符是一样的。
/*private*/  interface IE {
    /*
     * 使用private 报错：Illegal modifier for the interface IE; only public & abstract are permitted
     * 这里可以看到只能使用public与abstract修饰，当然也可以不修饰(即默认)。
     * 而使用abstract修饰又显得有一些多余，因为接口本来就是抽象的概念。
     */
}

实现接口与继承父类之间的区别

1. 继承的价值主要在于：解决代码的复用性和可维护性。

2. 接口的价值主要在于：设计，设计好各种规范(方法)，让其它类去实现这些方法。

3. 接口比继承更加灵活，继承是满足 is - a的关系，而接口只需满足 like - a的关系。

4. 接口在一定程度上实现代码解耦。

简单案例

package class_interface;
​
public class ImplementsVSExtends {
    /*
     * 讨论实现接口 与 继承类，到底有什么样的区别
     * 虽然两者都具有实现功能扩展的能力
     */
    public static void main(String[] args) {
        /*
         * 可以看到这里 对象a 即能够使用 父类 Person中的eat也能够使用接口IFish中的swimming
         * 但我们可以这样理解，为什么要使用接口来定义swimming方法。
         * 人类与生俱来的能力就一定会吃东西，但游泳并不是与生俱来的能力。即继承Person
         * 那么运动员为了拥有游泳的能力就去向小鱼学习，即实现接口IFish。
         *
         * 总结：
         *      继承：父类是通过子类扩展其已有的方法与功能。
         *      实现：类通过接口扩展类所需要的方法与功能。
         */
        Athletes a = new Athletes("小范");
        a.eat();
        a.swimming();
​
    }
}
​
class Person{
    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }
​
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Person(String name) {
        super();
        this.name = name;
    }
​
    public void eat() {
        System.out.println(name + "吃东西....");
    }
}
​
interface IFish{
    public void swimming();
}
​
class Athletes extends Person implements IFish{
​
    public Athletes(String name) {
        super(name);
    }
​
    @Override
    public void swimming() {
        System.out.println(getName() + "游泳.....");
    }

}

程序输出

小范吃东西....

小范游泳.....

接口的多态特性

在前面的Usb接口案例，Usb usb ，既可以接收手机对象，又可以接收U盘对象，就体现了 接口 多态 (接口引用可以指向实现了接口的类的对象)

简单案例

演示一个案例：给Usb数组中，存放 Phone 和 相机对象，Phone类还有一个特有的方法call（），请遍历Usb数组，如果是Phone对象，除了调用Usb 接口定义的方法外，还需要调用Phone 特有方法 call。以及U盘的特有方法read。

package class_interface.InterfacePolyArray;
​
public class InterfacePolyArray {
​
    public static void main(String[] args) {
        USB[] u = new USB[2];
        u[0] = new Phone();
        u[1] = new U_disk();

        for (int i = 0; i < u.length; i++) {
            work(u[i]);
        }
    }

    public static void work(USB usb) {  //输入参数实现接口的多态
        usb.start();
        usb.stop();
        if(usb instanceof Phone) {
            ((Phone) usb).call();
        }else if(usb instanceof U_disk) {
            ((U_disk) usb).read();
        }
    }
​
}
​
interface USB{
    public void start();
    public void stop();
}
​
class Phone implements USB{
​
    @Override
    public void start() {
        System.out.println("手机开始工作....");
    }
​
    @Override
    public void stop() {
        System.out.println("手机停止工作....");
    }   

    public void call() {
        System.out.println("手机开始打电话......");
    }
}
​
class U_disk implements USB{
​
    @Override
    public void start() {
        System.out.println("U盘开始工作....");
    }
​
    @Override
    public void stop() {
        System.out.println("U盘停止工作....");
    }

    public void read() {
        System.out.println("U盘开始读取数据.....");
    }
}

程序输出

手机开始工作....

手机停止工作....

手机开始打电话......

U盘开始工作....

U盘停止工作....

U盘开始读取数据.....

接口的多态传递

接口的多态传递解读：

1. 当一个类实现了某个接口

2. 这个类的对象可以赋给该接口的引用

3. 如果这个类被继承，那么这个类的子类的对象，也可以赋给该接口的引用

4. 如果这个接口是继承来的，那么这个对象也可以赋给该接口的上层接口的引用

5. 不限于一级，可以多级传递.

简单案例

package class_interface.InterfacePolymorphicPass;
/**
        下面程序的继承关系：
            IC 继承于 IB ，IB 继承于 IA
            CA 实现了接口 IC，CB 继承于 CA

        show方法的实际传入参数：
            传入参数是IC时，可以识别CA与CB的对象 ，因为CA实现了IC 且 CB继承于CA
            而传入参数是IA时，也可以识别CA与CB的对象，因为CA实现的IC是继承于IA的(子类对象可以赋值给父类引用)。
​
 */
public class InterfacePolymorphicPass {
​
    public static void main(String[] args) {
        CA ca = new CA();
        CB cb = new CB();

        show(ca);
        show2(ca);
        show3(ca);
        System.out.println("=================");
        show(cb);
        show2(cb);
        show3(cb);
    }

    public static void show(IC ic) {
        ic.m4();
    }

    public static void show2(IB ib) {
        ib.m3();
    }

    public static void show3(IA ia) {
        ia.m1();
        ia.m2();
    }
}
​
interface IA{
    void m1();
    void m2();
}
​
interface IB extends IA{
    void m3();
}
​
interface IC extends IB{
    void m4();
}
​
class CA implements IC{
​
    @Override
    public void m1() {
        System.out.println("CA--IA--m1");
    }
​
    @Override
    public void m2() {
        System.out.println("CA--IA--m2");
    }
​
    @Override
    public void m3() {
        System.out.println("CA--IB--m3");
    }
​
    @Override
    public void m4() {
        System.out.println("CA--IC--m4");
    }

}
​
class CB extends CA{
    @Override
    public void m3() {
        System.out.println("CB--IB--m3");
    }
    @Override
    public void m4() {
        System.out.println("CB--IC--m4");
    }
}

程序输出

CA--IC--m4

CA--IB--m3

CA--IA--m1

CA--IA--m2

============

CB--IC--m4

CB--IB--m3

CA--IA--m1

CA--IA--m2