面向对象-接口

7.5 接口

7.5.1 概述

  • 接口就是规范,定义的是一组规则,体现了现实世界中“如果你是/要...则必须能...”的思想。继承是一个"是不是"的is-a关系,而接口实现则是 "能不能"的has-a关系。

    • 例如:你能不能用USB进行连接,或是否具备USB通信功能,就看你是否遵循USB接口规范

    • 例如:Java程序是否能够连接使用某种数据库产品,那么要看该数据库产品有没有实现Java设计的JDBC规范

package com.haogu.interfacetype;

public class Computer {
//    private Mouse mouse;//只能连接鼠标
//    private KeyBoard keyboard;//只能连接键盘
    private Usb3 usb;
    //Usb3如果是类的话,有单继承限制
    //Usb3如果是接口的话,就不会有单继承限制

    public Usb3 getUsb() {
        return usb;
    }

    public void setUsb(Usb3 usb) {
        this.usb = usb;
    }
}

7.5.2 定义格式

接口的定义,它与定义类方式相似,但是使用 interface 关键字。它也会被编译成.class文件,但一定要明确它并不是类,而是另外一种引用数据类型。

引用数据类型:数组,类,枚举,接口,注解。

1、接口的声明格式
【修饰符】 interface 接口名{
    //接口的成员列表:
    // 公共的静态常量
    // 公共的抽象方法
    // 公共的默认方法(JDK1.8以上)
    // 公共的静态方法(JDK1.8以上)
    // 私有方法(JDK1.9以上)
}
2、接口的成员说明

接口定义的是多个类共同的公共行为规范,这些行为规范是与外部交流的通道,这就意味着接口里通常是定义一组公共方法。

在JDK8之前,接口中只允许出现:

(1)公共的静态的常量:其中public static final可以省略

(2)公共的抽象的方法:其中public abstract可以省略

理解:接口是从多个相似类中抽象出来的规范,不需要提供具体实现

在JDK1.8时,接口中允许声明默认方法和静态方法:

(3)公共的默认的方法:其中public 可以省略,建议保留,但是default不能省略

(4)公共的静态的方法:其中public 可以省略,建议保留,但是static不能省略

在JDK1.9时,接口又增加了:

(5)私有方法

除此之外,接口中不能有其他成员,没有构造器,没有初始化块,因为接口中没有成员变量需要动态初始化。

7.5.3 接口的使用

1、使用接口的静态成员

接口不能直接创建对象,但是可以通过接口名直接调用接口的静态方法和静态常量。

xxxxxxxxxx package com.haogu.interfacetype;​public class TestUsb3 {   
     public static void main(String[] args) {        
//通过“接口名.”调用接口的静态方法       
 Usb3.show();        
//通过“接口名.”直接使用接口的静态常量       
 System.out.println(Usb3.MAX_SPEED);   
 }
}
2、类实现接口(implements)

接口不能创建对象,但是可以被类实现(implements ,类似于被继承)。

类与接口的关系为实现关系,即类实现接口,该类可以称为接口的实现类,也可以称为接口的子类。实现的动作类似继承,格式相仿,只是关键字不同,实现使用 implements关键字。

【修饰符】 class 实现类  implements 接口{
	// 重写接口中抽象方法【必须】,当然如果实现类是抽象类,那么可以不重写
  	// 重写接口中默认方法【可选】
}

【修饰符】 class 实现类 extends 父类 implements 接口{
    // 重写接口中抽象方法【必须】,当然如果实现类是抽象类,那么可以不重写
  	// 重写接口中默认方法【可选】
}

注意:

  1. 如果接口的实现类是非抽象类,那么必须==重写接口中所有抽象方法==。

  2. 默认方法可以选择保留,也可以重写。

    重写时,default单词就不要再写了,它只用于在接口中表示默认方法,到类中就没有默认方法的概念了

  3. 接口中的静态方法不能被继承也不能被重写

3、使用接口的非静态方法
  • 对于接口的静态方法,直接使用“接口名.”进行调用即可

    • 也只能使用“接口名."进行调用,不能通过实现类的对象进行调用

  • 对于接口的抽象方法、默认方法,只能通过实现类对象才可以调用

    • 接口不能直接创建对象,只能创建实现类的对象

4、接口的多实现(implements)

之前学过,在继承体系中,一个类只能继承一个父类。而对于接口而言,一个类是可以实现多个接口的,这叫做接口的多实现。并且,一个类能继承一个父类,同时实现多个接口。

实现格式:

【修饰符】 class 实现类  implements 接口1,接口2,接口3。。。{
	// 重写接口中所有抽象方法【必须】,当然如果实现类是抽象类,那么可以不重写
  	// 重写接口中默认方法【可选】
}

【修饰符】 class 实现类 extends 父类 implements 接口1,接口2,接口3。。。{
    // 重写接口中所有抽象方法【必须】,当然如果实现类是抽象类,那么可以不重写
  	// 重写接口中默认方法【可选】
}

接口中,有多个抽象方法时,实现类必须重写所有抽象方法。如果抽象方法有重名的,只需要重写一次

5、接口的多继承 (extends)

一个接口能继承另一个或者多个接口,接口的继承也使用 extends 关键字,子接口继承父接口的方法。

所有父接口的抽象方法都有重写。

方法签名相同的抽象方法只需要实现一次。

6、接口与实现类对象构成多态引用

实现类实现接口,类似于子类继承父类,因此,接口类型的变量与实现类的对象之间,也可以构成多态引用。通过接口类型的变量调用方法,最终执行的是你new的实现类对象实现的方法体。

7.5.4 冲突问题

1、默认方法冲突问题
(1)亲爹优先原则

当一个类,既继承一个父类,又实现若干个接口时,父类中的成员方法与接口中的抽象方法重名,子类就近选择执行父类的成员方法。

(2)左右为难
  • 当一个类同时实现了多个父接口,而多个父接口中包含方法签名相同的默认方法时,怎么办呢?

无论你多难抉择,最终都是要做出选择的。

声明接口:

package com.haogu.interfacetype;

public interface BoyFriend {
    default void date(){//约会
        System.out.println("神秘约会");
    }
}

选择保留其中一个,通过“接口名.super.方法名"的方法选择保留哪个接口的默认方法。

package com.haogu.interfacetype;

public class Girl implements Friend,BoyFriend{

    @Override
    public void date() {
        //(1)保留其中一个父接口的
//        Friend.super.date();
//        BoyFriend.super.date();
        //(2)完全重写
        System.out.println("学Java");
    }

}

测试类

package com.haogu.interfacetype;

public class TestGirl {
    public static void main(String[] args) {
        Girl girl = new Girl();
        girl.date();
    }
}
  • 当一个子接口同时继承了多个接口,而多个父接口中包含方法签名相同的默认方法时,怎么办呢?

另一个父接口:

package com.haogu.interfacetype;

public interface Usb2 {
    //静态常量
    long MAX_SPEED = 60*1024*1024;//60MB/s

    //抽象方法
    void in();
    void out();

    //默认方法
    public default void start(){
        System.out.println("开始");
    }
    public default void stop(){
        System.out.println("结束");
    }

    //静态方法
    public static void show(){
        System.out.println("USB 2.0可以高速地进行读写操作");
    }
}

子接口:

package com.haogu.interfacetype;

public interface Usb extends Usb2,Usb3 {
    @Override
    default void start() {
        System.out.println("Usb.start");
    }

    @Override
    default void stop() {
        System.out.println("Usb.stop");
    }
}

小贴士:

子接口重写默认方法时,default关键字可以保留。

子类重写默认方法时,default关键字不可以保留。

2、常量冲突问题
  • 当子类继承父类又实现父接口,而父类中存在与父接口常量同名的成员变量,并且该成员变量名在子类中仍然可见。

  • 当子类同时继承多个父接口,而多个父接口存在相同同名常量。

此时在子类中想要引用父类或父接口的同名的常量或成员变量时,就会有冲突问题。

7.5.5 接口的特点总结

  • 接口本身不能创建对象,只能创建接口的实现类对象,接口类型的变量可以与实现类对象构成多态引用。

  • 声明接口用interface,接口的成员声明有限制:

    • (1)公共的静态常量

    • (2)公共的抽象方法

    • (3)公共的默认方法

    • (4)公共的静态方法

    • (5)私有方法(JDK1.9以上)

  • 类可以实现接口,关键字是implements,而且支持多实现。如果实现类不是抽象类,就必须实现接口中所有的抽象方法。如果实现类既要继承父类又要实现父接口,那么继承(extends)在前,实现(implements)在后。

  • 接口可以继承接口,关键字是extends,而且支持多继承。

  • 接口的默认方法可以选择重写或不重写。如果有冲突问题,另行处理。子类重写父接口的默认方法,要去掉default,子接口重写父接口的默认方法,不要去掉default。

  • 接口的静态方法不能被继承,也不能被重写。接口的静态方法只能通过“接口名.静态方法名”进行调用。

7.5.6 经典接口介绍

1、java.lang.Comparable

我们知道基本数据类型的数据(除boolean类型外)需要比较大小的话,之间使用比较运算符即可,但是引用数据类型是不能直接使用比较运算符来比较大小的。那么,如何解决这个问题呢?

Java给所有引用数据类型的大小比较,指定了一个标准接口,就是java.lang.Comparable接口:

xxxxxxxxxx package java.lang;​public interface Comparable{    int compareTo(Object obj);}

那么我们想要使得我们某个类的对象可以比较大小,怎么做呢?步骤:

第一步:哪个类的对象要比较大小,哪个类就实现java.lang.Comparable接口,并重写方法

  • 方法体就是你要如何比较当前对象和指定的另一个对象的大小

第二步:对象比较大小时,通过对象调用compareTo方法,根据方法的返回值决定谁大谁小。

  • this对象(调用compareTo方法的对象)大于指定对象(传入compareTo()的参数对象)返回正整数

  • this对象(调用compareTo方法的对象)小于指定对象(传入compareTo()的参数对象)返回负整数

  • this对象(调用compareTo方法的对象)等于指定对象(传入compareTo()的参数对象)返回零

2、java.util.Comparator

思考:

(1)如果一个类,没有实现Comparable接口,而这个类你又不方便修改(例如:一些第三方的类,你只有.class文件,没有源文件),那么这样类的对象也要比较大小怎么办?

(2)如果一个类,实现了Comparable接口,也指定了两个对象的比较大小的规则,但是此时此刻我不想按照它预定义的方法比较大小,但是我又不能随意修改,因为会影响其他地方的使用,怎么办?

JDK在设计类库之初,也考虑到这种情况了,所以又增加了一个java.util.Comparator接口。

package java.util;

public interface Comparator{
    int compare(Object o1,Object o2);
}

那么我们想要比较某个类的两个对象的大小,怎么做呢?步骤:

第一步:编写一个类,我们称之为比较器类型,实现java.util.Comparator接口,并重写方法

  • 方法体就是你要如何指定的两个对象的大小

第二步:比较大小时,通过比较器类型的对象调用compare()方法,将要比较大小的两个对象作为compare方法的实参传入,根据方法的返回值决定谁大谁小。

  • o1对象大于o2返回正整数

  • o1对象小于o2返回负整数

  • o1对象等于o2返回零

3、java.lang.Cloneable

在java.lang.Object类中有一个方法:

protected Object clone() throws CloneNotSupportedException 

所有类型都可以重写这个方法,它是获取一个对象的克隆体对象用的,就是造一个和当前对象各种属性值一模一样的对象。当然地址肯定不同。

我们在重写这个方法后时,调用super.clone(),发现报异常CloneNotSupportedException,因为我们没有实现java.lang.Cloneable接口。

4、java.lang.Iterable接口

从JDK1.5之后引入java.lang.Iterable接口。实现这个接口允许对象成为 "foreach" 语句的目标。java.lang.Iterable接口包含一个抽象方法:Iterator iterator(),实现Iterable接口就要实现这个抽象方法,而 Java中的数组默认都是实现了这个接口的,不用程序员手动实现这个抽象方法。

foreach循环的语法格式:

for(元素类型 元素名 : 数组名){
}
//这里元素名就是一个临时变量,自己命名就可以

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