java學習筆記8--接口總結

接著前面的學習:

java學習筆記7--抽象類與抽象方法

java學習筆記6--類的繼承、Object類

java學習筆記5--類的方法

java學習筆記4--對象的初始化與回收

java學習筆記3--類與對象的基礎

java學習筆記2--數據類型、數組

java學習筆記1--開發環境平臺總結

本文地址：http://www.49028c.com/archimedes/p/java-study-note8.html，轉載請注明源地址。

生活中的接口：

什么是接口?

一個Java接口是一些方法特征的集合，但沒有方法的實現。

在類中實現接口可以使用關鍵字implements，其基本格式如下：

[修飾符] class <類名> [extends 父類名] [implements 接口列表]{}修飾符：可選參數，用于指定類的訪問權限，可選值為public、abstract和final。

類名：必選參數，用于指定類的名稱，類名必須是合法的Java標識符。一般情況下，要求首字母大寫。

extends 父類名：可選參數，用于指定要定義的類繼承于哪個父類。當使用extends關鍵字時，父類名為必選參數。

implements 接口列表：可選參數，用于指定該類實現的是哪些接口。當使用implements關鍵字時，接口列表為必選參數。當接口列表中存在多個接口名時，各個接口名之間使用逗號分隔。

實現上面例子中的接口：

public interface PCI {  //java接口，相當于主板上的PCI插槽的規范    public void start();    public void stop();}

Java接口中定義的方法在不同的地方被實現，可以具有完全不同的行為：

//聲卡、網卡都實現了PCI插槽的規范，但行為完全不同 class SoundCard implements PCI {        public void start() {        System.out.可以使用Java接口標識類型。運行時，根據實際創建的對象類型調用相應的方法實現：
public class javatest {    public static void main(String[] args) {        PCI nc = new NetworkCard();        PCI sc = new SoundCard();        nc.start();        sc.start();    }}
運行結果：
NetworkCard send...SoundCard start...
為什么需要Java接口？例子：為學校各中心開發這樣一個小系統，包含類型：教員、中心、打印機，具體要求如下：
1、教員、以及中心都具有方法：輸出詳細信息
2、中心具有屬性：打印機，能夠通過中心的打印機打印教員或中心的詳細信息
3、系統要具備良好的可擴展性與可維護性
先看方案1：
public class Teacher {    //輸出教員的詳細信息    public String detail() {        return “I am a teacher!";    }}public class Printer {    public void print(String content) {          System.out.println("start printing：");                        System.out.println(content);    }}public class ggSchool {    private Printer printer = new Printer();    //輸出學校的詳細信息    public String detail() {        return “this is ggSchool";    }    //使用打印機打印教員信息    public void print(Teacher t){        printer.print(t.detail());    }    //使用打印機打印學院信息    public void print(ggSchool s){        printer.print(s.detail());    }}
那么，問題來了：
每增加一種新類型，都需要增加相應的print方法，程序的可擴展性及可維護性極差，這不符合系統的要求
先看方案2（使用接口）：
教師、中心都存在一個共同的方法特征：detail，它們對detail方法有各自不同的實現——這完全符合Java接口的定義
代碼如下：
public interface Introduceable {    public String detail();}public class Teacher implements Introduceable {    //輸出教員的詳細信息    public String detail() {        return “I am a teacher!";    }}public class ggSchool implements Introduceable {    private Printer printer = new Printer();    //輸出學校的詳細信息    public String detail() {        return “this is ggSchool";    }        public void print(Introduceable intro) {    //使用print方法時，參數可以是任何Introduceable接口的實現類的對象，                                                //不必再為不同的類型建立不同的print方法了        printer.print(intro.detail());    }}public class Printer {    public void print(String content) {          System.out.println("start printing：");                        System.out.println(content);    }}
通過Java接口，我們同樣可以享受到多態性的好處，大大提高了程序的可擴展性及可維護性
什么是面向接口編程？開發系統時，主體構架使用接口，接口構成系統的骨架，這樣就可以通過更換接口的實現類來更換系統的實現
升級上面的系統，要求：打印機有多種類型，比如：黑白打印機、彩色打印機等
學院可能配備其中任意一款打印機，負責打印教員、或者學院的詳細信息
系統要具備良好的可擴展性與可維護性
第一步：抽象出Java接口
1、分析：
黑白、彩色打印機都存在一個共同的方法特征：print
黑白、彩色打印機對print方法有各自不同的實現
2、結論：
抽象出Java接口PrinterFace，在其中定義方法print
3、具體實現：
public interface PrinterFace {       public void print(String content);}
第二步：實現Java接口1、分析：
已經抽象出Java接口PrinterFace，并在其中定義了print方法黑白、彩色打印機對print方法有各自不同的實現
2、結論：黑白、彩色打印機都實現PrinterFace接口，各自實現print方法
3、具體實現：
public class ColorPrinter implements PrinterFace {    public void print(String content) {        System.out.println("彩色打?。?);        System.out.println(content);    }}public class BlackPrinter implements PrinterFace {    public void print(String content) {        System.out.println("黑白打印：");        System.out.println(content);    }}
第三步：使用Java接口
1、分析：主體構架使用接口, 讓接口構成系統的骨架
2、結論：更換實現接口的類就可以更換系統的實現
3、具體實現：
public class ggSchool implements Introduceable{    private PrinterFace printer;  //打印機    public void setPrinter(PrinterFace p) {        this.printer = p;    }    public String detail() {        return "this is ggSchool!";    }    public void print(Introduceable intro){        printer.print(intro.detail());    }}public class Test {    public static void main(String[] args) {        // 創建學院實例        ggSchool school=new ggSchool();        //為該學院配備黑白打印機        school.setPrinter(new BlackPrinter());        school.print(school);         //為該學院配備彩色打印機        school.setPrinter(new ColorPrinter());        school.print(school);    }}
抽象類與接口抽象類的子類必須覆蓋所有的抽象方法后才能被實例化，否則這個子類還是個抽象類。
如果一個抽象類中的所有方法都是抽象的，就可以將這個類用另外一種方式來定義，也就是接口定義。
抽象方法只需聲明，不需實現。
接口是抽象方法和常量值的定義的集合。
從本質上講，接口是一種特殊的抽象類。這種抽象類中包含常量和方法的定義，而沒有變量和方法的實現。例如
注意：在接口的定義中，所有的成員都是public訪問類型的，而不論是否用public關鍵字修飾；接口里的變量都是用public static final標識的，所以，接口中定義的變量就是全局靜
態常量。
我們可以定義一個新的接口，用extends關鍵字去繼承一個已有的接口。注意：只能接口繼承接口，類不能繼承接口。
一個類只能用implements關鍵字去實現一個接口中的所有方法
一個類可以在繼承一個父類的同時，實現一個或多個接口，extends關鍵字必須位于implements關鍵字之前，如我們可以這樣定義：
class classA {    //...}public interface Interface1{    //...}public interface Interface2{    //...}class classB extends classA implements Interface1 Interface2{    //...}
抽象類和接口的區別1.語法層面上的區別
　　1）抽象類可以提供成員方法的實現細節，而接口中只能存在public abstract 方法；
　　2）抽象類中的成員變量可以是各種類型的，而接口中的成員變量只能是public static final類型的；
　　3）接口中不能含有靜態代碼塊以及靜態方法，而抽象類可以有靜態代碼塊和靜態方法；
　　4）一個類只能繼承一個抽象類，而一個類卻可以實現多個接口。
2.設計層面上的區別
　　1）抽象類是對一種事物的抽象，即對類抽象，而接口是對行為的抽象。抽象類是對整個類整體進行抽象，包括屬性、行為，但是接口卻是對類局部（行為）進行抽象。舉個簡單的例子，飛機和鳥是不同類的事物，但是它們都有一個共性，就是都會飛。那么在設計的時候，可以將飛機設計為一個類Airplane，將鳥設計為一個類Bird，但是不能將 飛行 這個特性也設計為類，因此它只是一個行為特性，并不是對一類事物的抽象描述。此時可以將 飛行 設計為一個接口Fly，包含方法fly( )，然后Airplane和Bird分別根據自己的需要實現Fly這個接口。然后至于有不同種類的飛機，比如戰斗機、民用飛機等直接繼承Airplane即可，對于鳥也是類似的，不同種類的鳥直接繼承Bird類即可。從這里可以看出，繼承是一個 "是不是"的關系，而接口實現則是 "有沒有"的關系。如果一個類繼承了某個抽象類，則子類必定是抽象類的種類，而接口實現則是有沒有、具備不具備的關系，比如鳥是否能飛（或者是否具備飛行這個特點），能飛行則可以實現這個接口，不能飛行就不實現這個接口。　　2）設計層面不同，抽象類作為很多子類的父類，它是一種模板式設計。而接口是一種行為規范，它是一種輻射式設計。什么是模板式設計？最簡單例子，大家都用過PPT里面的模板，如果用模板A設計了ppt B和ppt C，ppt B和ppt C公共的部分就是模板A了，如果它們的公共部分需要改動，則只需要改動模板A就可以了，不需要重新對ppt B和ppt C進行改動。而輻射式設計，比如某個電梯都裝了某種報警器，一旦要更新報警器，就必須全部更新。也就是說對于抽象類，如果需要添加新的方法，可以直接在抽象類中添加具體的實現，子類可以不進行變更；而對于接口則不行，如果接口進行了變更，則所有實現這個接口的類都必須進行相應的改動。
下面看一個網上流傳最廣泛的例子：門和警報的例子：門都有open( )和close( )兩個動作，此時我們可以定義通過抽象類和接口來定義這個抽象概念：
abstract class Door {    public abstract void open();    public abstract void close();}
或者：
interface Door {    public abstract void open();    public abstract void close();}
但是現在如果我們需要門具有報警alarm( )的功能，那么該如何實現？下面提供兩種思路：
1）將這三個功能都放在抽象類里面，但是這樣一來所有繼承于這個抽象類的子類都具備了報警功能，但是有的門并不一定具備報警功能；
2）將這三個功能都放在接口里，需要用到報警功能的類就需要實現這個接口中的open( )和close( )，也許這個類根本就不具備open( )和close( )這兩個功能，比如火災報警器。
從這里可以看出，Door的open() 、close()和alarm()根本就屬于兩個不同范疇內的行為，open()和close()屬于門本身固有的行為特性，而alarm()屬于延伸的附加行為。因此最好的解決辦法是單獨將報警設計為一個接口，包含alarm()行為,Door設計為單獨的一個抽象類，包含open和close兩種行為。再設計一個報警門繼承Door類和實現Alarm接口。
interface Alram {    void alarm();} abstract class Door {    void open();    void close();} class AlarmDoor extends Door implements Alarm {    void oepn() {      //....    }    void close() {      //....    }    void alarm() {      //....    }}
抽象類和接口在Java中的應用例子：假設有若干 (如1000）個Circle，Rectangle以及若干個其他形狀，希望計算它們的總面積，直截了當的做法是將它們分別放到多個數組中，分別循環求出各形狀的面積，然后累加，這種做法是不漂亮的。如果還有其它形狀：triangle，ellipses等，上述方法顯得“累贅”。希望有一種統一的表示，例如用一個數組shape[]，接受所有的形狀，然后用：
 for (i=0; i<shape.length; i++)        area_total += shape[i].area();
用抽象類實現多種形狀面積的累加：
首先看看Circle和Rectangle兩個類，如何完成相關參數的計算 ：
class Circle {    public float r;     Circle(float r) {          this.r = r;          }    public float area() {        return 3.14 * r * r;    }}class Rectangle {    public float width, height;     Rectangle (float w, float h) {        width = w;         height = h;    }    public float area() {        return width * height;    }}
現在要利用抽象類實現多種形狀面積的累加，確保每種形狀分別用不同的方法來計算它們的面積和周長。因此，超類Shape包含抽象方法computeArea，然后在不同的子類中實現和覆蓋這個方法，同時添加toString方法來顯示幾何形狀的一些基本屬性?，F在聲明了1000個Shape對象的數組，然后循環1000次隨機產生1000個平面圖形對象，形狀為圓、矩形、正方形三種之一。
abstract class Shape {    abstract float computeArea();}class Circle extends Shape {    public float r;    public Circle(float r) {        this.r = r;    }    public float computeArea() {        return (float)3.14 * r * r;    }}class Rectangle extends Shape {    public float width, height;     Rectangle (float w, float h) {        width = w; //這里不需"this"        height = h;    }    public float computeArea() {        return width * height;    }}
用接口實現多種形狀面積的累加：
用接口的方式實現多種形狀面積的累加，需要將用抽象類表示的Shape類改成接口。由于接口的語法定義要求，我們要把原來抽象類中的成員變量去掉，成員方法改成抽象方法computeArea()，該方法返回一個double類型。所以，這個接口定義為：
public interface Shape2 {       public abstract double computeArea();}
接口實現如下:
interface Shape2{      public double computeArea();}class Circle2 implements Shape2{    protected double radius;    public Circle2(double _radius) {        radius = _radius;    }    public double computeArea() {         return Math.PI * radius * radius;     }}class Rect2 implements Shape2{      protected double width, height;    public Rect2(double w, double h) {          width = w;        height = h;    }    public double computeArea() {           return width * height;      }}
用一個object數組實現多種形狀面積的累加:
定義一個數組，它可以同時存儲矩形、圓和正方形，每個Java類都是由Object擴展而來的。因此，所有的類都屬于Object類型，我們可以創建一個Object類型的數組來存儲任何類型的對象，也就可以存儲矩形、圓和正方形對象
完整代碼如下：
package javatest;import java.util.*;import java.io.*;interface Shape2 {      public double computeArea();}class Circle2 implements Shape2 {     protected double radius;     public Circle2(double _radius) {         radius = _radius;     }     public double computeArea() {          return Math.PI * radius * radius;      }}class Rect2 implements Shape2 {      protected double width, height;    public Rect2(double w, double h) {          width = w;        height = h;    }    public double computeArea() {           return width * height;      }}public class javatest {      public static void main(String args[ ]) {           Shape2 s[] = { new Circle2(4),  new Rect2(4, 4),                          new Circle2(10),  new Rect2(20, 2), new Rect2(8, 10)          };          double total = 0;          for(int i = 0; i < s.length; i++)              total = total + s[i].computeArea();          System.out.println("totalArea = " + (int)total);            }}
參考資料《java接口講義》--siyuan學院
《java課程講義》--東華大學計算機學院
http://www.49028c.com/dolphin0520/p/3811437.html#top