好程式員訓練營-Java介面(interface)的概念及使用

標籤：java基礎

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

介面使用 interface 關鍵字來聲明，可以看做是一種特殊的抽象類別，可以指定一個類必須做什麼，而不是規定它如何去做。

現實中也有很多介面的執行個體，比如說串口電腦硬碟，Serial ATA委員會指定了Serial ATA 2.0規範，這種規範就是介面。Serial ATA委員會不負責生產硬碟，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介面的硬碟，這些硬碟就可以實現通用化，如果正在用一塊160G日立的串口硬碟，現在要升級了，可以購買一塊320G的希捷串口硬碟，安裝上去就可以繼續使用了。

下面的代碼可以類比Serial ATA委員會定義以下串口硬碟介面：

//串列硬碟介面public interface SataHdd{//連接線的數量public static final int CONNECT_LINE=4;//寫資料public void writeData(String data);//讀資料public String readData();}

//串列硬碟介面public interface SataHdd{    //連接線的數量    public static final int CONNECT_LINE=4;    //寫資料    public void writeData(String data);    //讀資料    public String readData();}

注意：介面中聲明的成員變數預設都是 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。

介面是若干常量和抽象方法的集合，目前看來和抽象類別差不多。確實如此，介面本就是從抽象類別中演化而來的，因而除特別規定，介面享有和類同樣的“待遇”。比如，來源程式中可以定義多個類或介面，但最多隻能有一個public 的類或介面，如果有則源檔案必須取和public的類和介面相同的名字。和類的繼承格式一樣，介面之間也可以繼承，子介面可以繼承父介面中的常量和抽象方法並添加新的抽象方法等。

但介面有其自身的一些特性，歸納如下。

1) 介面中只能定義抽象方法，這些方法預設為 public abstract 的，因而在聲明方法時可以省略這些修飾符。試圖在介面中定義執行個體變數、非抽象的執行個體方法及靜態方法，都是非法的。例如：

public interface SataHdd{//連接線的數量public int connectLine; //編譯出錯，connectLine被看做靜態常量，必須顯式初始化//寫資料protected void writeData(String data); //編譯出錯，必須是public類型//讀資料public static String readData(){ //編譯出錯，介面中不能包含靜態方法return "資料"; //編譯出錯，介面中只能包含抽象方法， } }

public interface SataHdd{    //連接線的數量    public int connectLine; //編譯出錯，connectLine被看做靜態常量，必須顯式初始化    //寫資料    protected void writeData(String data); //編譯出錯，必須是public類型    //讀資料    public static String readData(){ //編譯出錯，介面中不能包含靜態方法        return "資料"; //編譯出錯，介面中只能包含抽象方法，    }}

3) 介面中沒有構造方法，不能被執行個體化。

4) 一個介面不實現另一個介面，但可以繼承多個其他介面。介面的多繼承特點彌補了類的單繼承。例如：

//串列硬碟介面public interface SataHdd extends A,B{    // 連接線的數量    public static final int CONNECT_LINE = 4;    // 寫資料    public void writeData(String data);    // 讀資料    public String readData();}interface A{    public void a();}interface B{    public void b();}

為什麼使用介面

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。

介面是可插入性的保證。在一個繼承鏈中的任何一個類都可以實現一個介面，這個介面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介面所規定的方法，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介面。

介面提供了關聯以及方法調用上的可插入性，軟體系統的規模越大，生命週期越長，介面使得軟體系統的靈活性和可擴充性，可插入性方面得到保證。

介面在物件導向的 Java 程式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介面，然後通過介面的組合，形成程式的基本架構結構。

介面的使用

介面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執行個體，但介面不可以這樣使用，因為介面不能直接使用 new 關鍵字來構建執行個體。

介面必須通過類來實現(implements)它的抽象方法，然後再執行個體化類。類實現介面的關鍵字為implements。

如果一個類不能實現該介面的所有抽象方法，那麼這個類必須被定義為抽象方法。

不允許建立介面的執行個體，但允許定義介面類型的引用變數，該變數指向了實現介面的類的執行個體。

一個類只能繼承一個父類，但卻可以實現多個介面。

實現介面的格式如下：
修飾符 class 類名 extends 父類 implements 多個介面 {
    實現方法
}

請看下面的例子：

import static java.lang.System.*;public class Demo{  public static void main(String[] args) {      SataHdd sh1=new SeagateHdd(); //初始化希捷硬碟      SataHdd sh2=new SamsungHdd(); //初始化三星硬碟  }}//串列硬碟介面interface SataHdd{    //連接線的數量    public static final int CONNECT_LINE=4;    //寫資料    public void writeData(String data);    //讀資料    public String readData();}// 維修硬碟介面interface fixHdd{    // 維修地址    String address = "北京市海澱區";    // 開始維修    boolean doFix();}//希捷硬碟class SeagateHdd implements SataHdd, fixHdd{    //希捷硬碟讀取資料    public String readData(){        return "資料";    }    //希捷硬碟寫入資料    public void writeData(String data) {        out.println("寫入成功");    }    // 維修希捷硬碟    public boolean doFix(){        return true;    }}//三星硬碟class SamsungHdd implements SataHdd{    //三星硬碟讀取資料    public String readData(){        return "資料";    }    //三星硬碟寫入資料    public void writeData(String data){        out.println("寫入成功");    }}//某劣質硬碟，不能寫資料abstract class XXHdd implements SataHdd{    //硬碟讀取資料    public String readData() {        return "資料";    }}

介面作為類型使用

介面作為參考型別來使用，任何實現該介面的類的執行個體都可以儲存在該介面類型的變數中，通過這些變數可以訪問類中所實現的介面中的方法，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作類別的方法。

樣本如下：

public class Demo{    public void test1(A a) {        a.doSth();    }    public static void main(String[] args) {        Demo d = new Demo();        A a = new B();        d.test1(a);    }}interface A {    public int doSth();}class B implements A {    public int doSth() {        System.out.println("now in B");        return 123;    }}

運行結果：
now in B

大家看到介面可以作為一個類型來使用，把介面作為方法的參數和傳回型別。

本文出自 “天天向上” 部落格，謝絕轉載！

好程式員訓練營-Java介面(interface)的概念及使用