Java面向對象之接口——interface

什麼是接口

一般計算機中的接口分為硬件接口和軟件接口。

硬件接口：是指兩個硬件設備之間的連接方式，既包括物理上的接口，還包括邏輯上的數據傳送協議。

軟件接口：通常是指程序代碼，在Java中表示一種特殊的類，是具有的N個方法的特徵集合，表示一種規範；還有一種情況數據接口，表示客戶端和服務端之間的數據交互的方式。

比如，顯示器中封裝了很多電子元器件，這些元器件連接在一起為顯示器的正常共工作提供支持，那顯示器如何與外界的其他設備（如電腦主機、外放音響、耳機等設備）通信交互呢？也是通過顯示暴露的通信接口——顯示器上暴露的“孔”。通過連接這些“孔”，其他設備就能和顯示一起工作，能夠獲取顯示器中的信息數據，也能夠為顯示器提供一些顯示器不具備的功能，比如：優質的音響效果。

接口的設計目的：從上述的顯示器例子中，不難發現，接口可以看作是設備和設備之間的通信橋樑，通過交換數據完成通信。接口表示一種規範/約束/實現者必須遵循的規範，目的就是用來約束使用者應該怎麼做。那如果沒有這些規範（接口），會出現什麼樣的問題？

在如今這個智能機氾濫的年代，不知道大家有沒有懷念當年功能機和山寨機橫行的年代，在那些年代，收件之間的充電設備各個品牌有各個品牌的“特色”，各個品牌均不一樣；如果充電設備丟了，或者損壞了，往往要花費很大的代價才能才能買到新的，所以在當時的萬能充電器才能流行一時，但其充電效果卻並不如人意。

由此帶來的問題極大的困擾了廣大手機用戶。

各有特色的功能機充電器

直到Android系統的出現，統一了充電接口規範後，這個問題才得到了有效解決。大多數Android手機的充電的接口是相同的( Micro-USB/Type-c/Lightning)。當然了，蘋果手機是個特立獨行的大佬。

生活中，USB接口和我們經常接說的USB插槽其實是有所偏差的，其並不是我們平時所看到的那些USB插槽，而是那些USB插槽所遵循的一種規範（標準）。USB的英文是Universal Serial Bus（通用串行總線），用於規範電腦與外部設備的連接和通訊，廣泛應用於PC領域的接口技術。

我們所看到的那些USB插槽是根據USB接口規範設計出來的產品，對於不同型號的USB設備而言，他們各自的USB插槽都需要遵循同一個規範，如此可以保證任何插入USB插槽的設備都能與主板正常通信。對於同一種型號的主板上的多個USB插槽，他們有相同的數據交換方式，相同的實現細節；在面向對象的思想中，可認為他們都是同一個類的不同實例，也就是說插槽是USB規範的實例。

接口和實現類體現了真正的多態

接口只定義了應當遵循的規範，卻並不關心這些規範的內部數據和其功能的實現細節，從而分離了規範和實現，增強了系統的可拓展性和可維護性。這樣做的好處：比如，主板上提供了USB插槽，只要一個遵循了USB規範的鼠標，就可以插入USB插槽，並與主板正常通信，而不必關心至於這個鼠標的廠商，鼠標內部實現。當鼠標壞了的時候，只需要換個鼠標就行。

Java中的接口

Java中的接口，書面解釋是多個抽象類的抽象就是接口；通俗點說，在Java中最小的程序單元是類，而接口其實是一個特殊的類。和USB接口一樣，Java中的接口也表示規範，用於定義一組抽象方法，表示某一類事物必須具備的功能，接口的實現類來實現該接口並提供接口中每個方法的實現。

<code>定義類語法: 權限修飾符 class 類名{}定義接口語法: 權限修飾符 interface 接口名{}/<code> 

接口的命名：

1. 表示具有某些能力的，可以以able/handler結尾。如： Walkable.java
2. 以I開頭表示接口，如：IWalkable.java

接口在編譯成功之後，和類一樣，也是.class的字節碼文件。

接口中的成員:

1.接口中沒有構造器，因為接口不能使用new關鍵字創建對象(不能 new )；

2.接口中不能定義普通方法，接口中的方法都是默認為公共的抽象方法，而且都是 public abstract 修飾的；所以接口中的方法的public符 和 abstract 修飾符是可以省略不寫的；

3.接口中定義的成員變量，實質是全局靜態常量，默認使用 public static final來修飾；

<code>public static final String NAME = "老夫不正經";/<code>

4.接口中定義的內部類都是公共的靜態內部類，默認使用public static來修飾內部類.

<code>public static interface Openable {}/<code>

標誌接口：沒有任何成員，僅僅提供一個接口定義的接口，其就只是一個標誌，若有類實現該接口，則該類就屬於接口這一派系。這個使用的不多，瞭解就好。

常量接口：使用接口來封裝多個常量信息，稱之為常量接口，其目的和普通常量類相同，但在這裡不建議使用。

接口的特點：

1. 接口沒有構造器，更不能顯式定義構造器，故接口不能被實例化。
2. 接口裡的方法方法全是抽象公共的，默認修飾符是public abstract。
3. 接口裡的字段全是全局靜態常量，默認修飾符是public static final。
4. 接口裡的內部類全是公共靜態的，默認修飾符是public static。

接口的繼承：

接口只能繼承接口，不能繼承類，且接口支持多繼承(類是單繼承關係)。接口繼承語法如下：

<code>[修飾符] interface 接口名 extends 接口1,接口2/<code>

類和類之間的繼承關係用extends關鍵字來表示，接口和接口之間也只能是繼承關係，也使用extends 關鍵字來表示。

接口和實現類之間只能是實現關係，而且是類實現接口，用implements關鍵字來表示。

類和接口的實現關係

接口的實現

接口僅僅只是定義了某一類事物應該具有某些功能，但是沒有提供任何實現。但在Java 8以及以後的版本中，接口是可以有默認實現的。此時，我們定義了一個類，再用該類去實現接口，那麼就必須覆蓋接口中的方法，提供功能實現，從而實現類接口中定義的功能。

類實現接口：一個類可以實現多個接口，從而也彌補了類的單繼承問題。語法如下：

<code>[修飾符] class 實現類名 extends 父類 implements 接口1,接口2{}/<code>

接口和實現類之間的關係，稱之為"實現關係"，使用implements關鍵字來表示，但有時候為了方便，也把這個實現關係稱之為特殊繼承關係。可以這樣理解：接口是實現類的父類：實現類就是接口的子類。

面向接口編程

接口和實現類的多態關係是在開發中比較常見的多態體現

<code>接口 變量 = 創建實現類對象;//體現了多態思想/<code>

接口中的方法是公共的抽象的，所以實現類必須覆蓋接口中的方法，並且方法必須使用public修飾，因為接口中的方法默認就是使用public修飾的。

接口和抽象類的相同點：

1. 都位於繼承的頂端，用於被其他類或者接口實現或繼承；
2. 都不能被實例化；
3. 都可以定義抽象方法，其子類/實現類都必須覆寫這些抽象方法；

接口和抽象類的不同點：

1. 接口沒有構造方法，抽象類有構造方法；
2. 抽象類可包含普通方法和抽象方法，接口只能包含抽象方法(Java8之前)；
3. 類是單繼承的，一個類只能繼承一個直接父類(可能是抽象類)，接口是支持多繼承的；一個可以類實現多個接口(接口彌補了Java的單繼承)；
4. 成員變量：接口裡默認是public static final，抽象類是默認包權限；
5. 方法：接口裡默認是public abstract，抽象類默認是默認包訪問權限；
6. 內部類：接口裡默認是public static，抽象類默認是默認包訪問權限；

如果接口和抽象類可以完成相同的功能，儘量使用接口，這就是面向接口編程。面向接口編程在於使用多態的好處，把實現類對象賦給接口類型變量，屏蔽了不同實現類之間的實現差異，從而可以做到通用編程。

案例：使用USB設備來工作。

USB接口及USB實現設備

主板

運行實例

完結。

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