Java接口(interface)的概念及使用

在抽象類中,可以包含一個或多個抽象方法;但在接口(interface)中,所有的方法必須都是抽象的,不能有方法體,它比抽象類更加“抽象”。


接口使用 interface 關鍵字來聲明,可以看做是一種特殊的抽象類,可以指定一個類必須做什麼,而不是規定它如何去做。
現實中也有很多接口的實例,比如說串口電腦硬盤,Serial ATA委員會指定了Serial ATA 2.0規範,這種規範就是接口。Serial ATA委員會不負責生產硬盤,只是指定通用的規範。
希捷、日立、三星等生產廠家會按照規範生產符合接口的硬盤,這些硬盤就可以實現通用化,如果正在用一塊160G日立的串口硬盤,現在要升級了,可以購買一塊320G的希捷串口硬盤,安裝上去就可以繼續使用了。
下面的代碼可以模擬Serial ATA委員會定義以下串口硬盤接口:

Java接口(interface)的概念及使用

注意:接口中聲明的成員變量默認都是 public static final 的,必須顯示的初始化。因而在常量聲明時可以省略這些修飾符。
接口是若干常量和抽象方法的集合,目前看來和抽象類差不多。確實如此,接口本就是從抽象類中演化而來的,因而除特別規定,接口享有和類同樣的“待遇”。比如,源程序中可以定義多個類或接口,但最多隻能有一個public 的類或接口,如果有則源文件必須取和public的類和接口相同的名字。和類的繼承格式一樣,接口之間也可以繼承,子接口可以繼承父接口中的常量和抽象方法並添加新的抽象方法等。
但接口有其自身的一些特性,歸納如下。
1) 接口中只能定義抽象方法,這些方法默認為 public abstract 的,因而在聲明方法時可以省略這些修飾符。試圖在接口中定義實例變量、非抽象的實例方法及靜態方法,都是非法的。例如:

Java接口(interface)的概念及使用

3) 接口中沒有構造方法,不能被實例化。
4) 一個接口不實現另一個接口,但可以繼承多個其他接口。接口的多繼承特點彌補了類的單繼承。例如:

Java接口(interface)的概念及使用

為什麼使用接口

大型項目開發中,可能需要從繼承鏈的中間插入一個類,讓它的子類具備某些功能而不影響它們的父類。例如 A -> B -> C -> D -> E,A 是祖先類,如果需要為C、D、E類添加某些通用的功能,最簡單的方法是讓C類再繼承另外一個類。但是問題來了,Java 是一種單繼承的語言,不能再讓C繼承另外一個父類了,只到移動到繼承鏈的最頂端,讓A再繼承一個父類。這樣一來,對C、D、E類的修改,影響到了整個繼承鏈,不具備可插入性的設計。


接口是可插入性的保證。在一個繼承鏈中的任何一個類都可以實現一個接口,這個接口會影響到此類的所有子類,但不會影響到此類的任何父類。此類將不得不實現這個接口所規定的方法,而子類可以從此類自動繼承這些方法,這時候,這些子類具有了可插入性。
我們關心的不是哪一個具體的類,而是這個類是否實現了我們需要的接口。
接口提供了關聯以及方法調用上的可插入性,軟件系統的規模越大,生命週期越長,接口使得軟件系統的靈活性和可擴展性,可插入性方面得到保證。
接口在面向對象的 Java 程序設計中佔有舉足輕重的地位。事實上在設計階段最重要的任務之一就是設計出各部分的接口,然後通過接口的組合,形成程序的基本框架結構。

接口的使用

接口的使用與類的使用有些不同。在需要使用類的地方,會直接使用new關鍵字來構建一個類的實例,但接口不可以這樣使用,因為接口不能直接使用 new 關鍵字來構建實例。
接口必須通過類來實現(implements)它的抽象方法,然後再實例化類。類實現接口的關鍵字為implements。
如果一個類不能實現該接口的所有抽象方法,那麼這個類必須被定義為抽象方法。


不允許創建接口的實例,但允許定義接口類型的引用變量,該變量指向了實現接口的類的實例。
一個類只能繼承一個父類,但卻可以實現多個接口。
實現接口的格式如下:
修飾符 class 類名 extends 父類 implements 多個接口 {
實現方法
}
請看下面的例子:

Java接口(interface)的概念及使用

Java接口(interface)的概念及使用

接口作為類型使用

接口作為引用類型來使用,任何實現該接口的類的實例都可以存儲在該接口類型的變量中,通過這些變量可以訪問類中所實現的接口中的方法,Java 運行時系統會動態地確定應該使用哪個類中的方法,實際上是調用相應的實現類的方法。
示例如下:

Java接口(interface)的概念及使用

運行結果:
now in B


大家看到接口可以作為一個類型來使用,把接口作為方法的參數和返回類型。

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