Java关键字interface(接口)

news/2024/11/6 15:42:40/

文章目录

  • 接口的理解
  • 接口的声明
  • 接口的成员说明
  • 接口的使用规则
      • 类实现接口(implements)
  • 接口的多实现
  • 接口的多继承(extends)
  • 接口与实现类对象构成多态引用
  • 使用接口的静态成员
  • 使用接口的非静态方法
  • JDK8中相关冲突问题
  • 总结
  • 小测试
  • 接口与抽象类之间的对比
  • 练习

接口的理解

生活中大家每天都在用USB接口,那么USB接口与接口有什么相同点呢?
其实,不管是电脑上的USB插口,还是其他设备上的USB插口都只是遵循了USB规范的一种具体设备而已。
只要设备遵循USB规范的,那么就可以与电脑互联,并正常通信。至于这个设备、电脑是哪个厂家制造的,内部是如何实现的,我们都无需关心。

Java的软件系统会有很多模块组成,那么各个模块之间也应该采用这种面向接口低耦合,为系统提供更好的可扩展性和可维护性。

  • 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: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能否实现Java设计的JDBC规范
    在这里插入图片描述

接口的本质是契约、标准、规范,就像我们的法律一样。制定好后大家都要遵守。

接口的声明

[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)
}

示例代码:


public interface USB3{//静态常量long MAX_SPEED = 500*1024*1024;//500MB/s//抽象方法void in();void out();//默认方法default void start(){System.out.println("开始");}default void stop(){System.out.println("结束");}//静态方法static void show(){System.out.println("USB 3.0可以同步全速地进行读写操作");}
}

接口的成员说明

在JDK8.0 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JDK8.0 时,接口中允许声明默认方法静态方法

(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JDK9.0 时,接口又增加了:

(5)私有方法

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

接口的使用规则

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。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】
}

在这里插入图片描述
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

举例:

interface USB{		//public void start() ;public void stop() ;
}
class Computer{public static void show(USB usb){usb.start() ;System.out.println("=========== USB 设备工作 ========") ;usb.stop() ;}
};
class Flash implements USB{public void start(){	// 重写方法System.out.println("U盘开始工作。") ;}public void stop(){		// 重写方法System.out.println("U盘停止工作。") ;}
};
class Print implements USB{public void start(){	// 重写方法System.out.println("打印机开始工作。") ;}public void stop(){		// 重写方法System.out.println("打印机停止工作。") ;}
};
public class InterfaceDemo{public static void main(String args[]){Computer.show(new Flash()) ;Computer.show(new Print()) ;Computer.show(new USB(){public void start(){System.out.println("移动硬盘开始运行");}public void stop(){System.out.println("移动硬盘停止运行");}});}
};

接口的多实现

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

举例:
在这里插入图片描述
定义多个接口:

public interface A {void showA();
}
public interface B {void showB();
}

定义实现类:

public class C implements A,B {@Overridepublic void showA() {System.out.println("showA");}@Overridepublic void showB() {System.out.println("showB");}
}

测试类

public class TestC {public static void main(String[] args) {C c = new C();c.showA();c.showB();}
}

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。
定义父接口:

public interface Chargeable {void charge();void in();void out();
}

定义子接口:

public interface UsbC extends Chargeable,USB3 {void reverse();
}

定义子接口的实现类:

public class TypeCConverter implements UsbC {@Overridepublic void reverse() {System.out.println("正反面都支持");}@Overridepublic void charge() {System.out.println("可充电");}@Overridepublic void in() {System.out.println("接收数据");}@Overridepublic void out() {System.out.println("输出数据");}
}
  • 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。

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。
接口的不同实现类:

public class Mouse implements USB3 {@Overridepublic void out() {System.out.println("发送脉冲信号");}@Overridepublic void in() {System.out.println("不接收信号");}
public class KeyBoard implements USB3{@Overridepublic void in() {System.out.println("不接收信号");}@Overridepublic void out() {System.out.println("发送按键信号");}
}

测试类

public class TestComputer {public static void main(String[] args) {Computer computer = new Computer();USB3 usb = new Mouse();computer.setUsb(usb);usb.start();usb.out();usb.in();usb.stop();System.out.println("--------------------------");usb = new KeyBoard();computer.setUsb(usb);usb.start();usb.out();usb.in();usb.stop();System.out.println("--------------------------");usb = new MobileHDD();computer.setUsb(usb);usb.start();usb.out();usb.in();usb.stop();}
}

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。

public class TestUSB3 {public static void main(String[] args) {//通过“接口名.”调用接口的静态方法 (JDK8.0才能开始使用)USB3.show();//通过“接口名.”直接使用接口的静态常量System.out.println(USB3.MAX_SPEED);}
}

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
public class TestMobileHDD {public static void main(String[] args) {//创建实现类对象MobileHDD b = new MobileHDD();//通过实现类对象调用重写的抽象方法,以及接口的默认方法,如果实现类重写了就执行重写的默认方法,如果没有重写,就执行接口中的默认方法b.start();b.in();b.stop();//通过接口名调用接口的静态方法
//        MobileHDD.show();
//        b.show();Usb3.show();}
}

JDK8中相关冲突问题

(1)类优先原则
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。代码如下:
定义接口:

public interface Friend {default void date(){//约会System.out.println("吃喝玩乐");}
}

定义父类:

public class Father {public void date(){//约会System.out.println("爸爸约吃饭");}
}

定义子类:

public class Son extends Father implements Friend {@Overridepublic void date() {//(1)不重写默认保留父类的//(2)调用父类被重写的
//        super.date();//(3)保留父接口的
//        Friend.super.date();//(4)完全重写}
}

定义测试类:

public class TestSon {public static void main(String[] args) {Son s = new Son();s.date();}
}

(2)接口冲突(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?
  • 声明接口:
package com.atguigu.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。

public class Girl implements Friend,BoyFriend{@Overridepublic 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

public class TestGirl {public static void main(String[] args) {Girl girl = new Girl();girl.date();}
}

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。
  • 当子类同时实现多个接口,而多个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。

父类和父接口:

public class SuperClass {int x = 1;
}
public interface SuperInterface {int x = 2;int y = 2;
}
public interface MotherInterface {int x = 3;
}

子类:

public class SubClass extends SuperClass implements SuperInterface,MotherInterface {public void method(){
//        System.out.println("x = " + x);//模糊不清System.out.println("super.x = " + super.x);System.out.println("SuperInterface.x = " + SuperInterface.x);System.out.println("MotherInterface.x = " + MotherInterface.x);System.out.println("y = " + y);//没有重名问题,可以直接访问}
}

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(JDK8.0 及以上)
    • (4)公共的静态方法(JDK8.0 及以上)
    • (5)私有方法(JDK9.0 及以上)
  • 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。

小测试

1、为什么接口中只能声明公共的静态的常量?

因为接口是标准规范,那么在规范中需要声明一些底线边界值,当实现者在实现这些规范时,不能去随意修改和触碰这些底线,否则就有“危险”。

例如:USB1.0规范中规定最大传输速率是1.5Mbps,最大输出电流是5V/500mA

​ USB3.0规范中规定最大传输速率是5Gbps(500MB/s),最大输出电流是5V/900mA

例如:尚硅谷学生行为规范中规定学员,早上8:25之前进班,晚上21:30之后离开等等。

2、为什么JDK8.0 之后允许接口定义静态方法和默认方法呢?因为它违反了接口作为一个抽象标准定义的概念。

静态方法:因为之前的标准类库设计中,有很多Collection/Colletions或者Path/Paths这样成对的接口和类,后面的类中都是静态方法,而这些静态方法都是为前面的接口服务的,那么这样设计一对API,不如把静态方法直接定义到接口中使用和维护更方便。

默认方法:(1)我们要在已有的老版接口中提供新方法时,如果添加抽象方法,就会涉及到原来使用这些接口的类就会有问题,那么为了保持与旧版本代码的兼容性,只能允许在接口中定义默认方法实现。比如:Java8中对Collection、List、Comparator等接口提供了丰富的默认方法。(2)当我们接口的某个抽象方法,在很多实现类中的实现代码是一样的,此时将这个抽象方法设计为默认方法更为合适,那么实现类就可以选择重写,也可以选择不重写。

3、为什么JDK1.9要允许接口定义私有方法呢?因为我们说接口是规范,规范是需要公开让大家遵守的。

私有方法:因为有了默认方法和静态方法这样具有具体实现的方法,那么就可能出现多个方法由共同的代码可以抽取,而这些共同的代码抽取出来的方法又只希望在接口内部使用,所以就增加了私有方法。

接口与抽象类之间的对比

在这里插入图片描述

练习

interface A {int x = 0;
}
class B {int x = 1;
}
class C extends B implements A {public void pX() {System.out.println(x);}public static void main(String[] args) {new C().pX();}
}java: 对x的引用不明确B 中的变量 x 和 A 中的变量 x 都匹配

方法类优先原则:

interface A {int x = 0;default void me(){System.out.println("interface_me");}
}
class B {int x = 1;public void me(){System.out.println("class me");}
}
class C extends B implements A {public static void main(String[] args) {new C().me();}
}
输出:class me

http://www.ppmy.cn/news/882753.html

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