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Java之接口详解【一篇搞定】

16 人参与  2024年11月10日 18:41  分类 : 《关于电脑》  评论

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interface

引用数据类型:类、数组、接口

1 接口概述

接口是对Java单继承的补充。Java只支持单继承(亲爹唯一),如果在开发过程中想额外增强类的功能,可以借助接口实现(可以拜师,拜多个师傅也可以)。

接口是Java中一种重要的抽象机制,它提供了一种定义行为规范和实现多态性的方式。通过合理使用接口,可以提高代码的可扩展性、可维护性和灵活性。

接口是除了类和数组之外,另外一种引用数据类型,需要使用 interface 关键字来定义,接口最终也会被编译成.class文件,但一定要明确接口并不是类,而是另外一种引用数据类型。

接口基础定义格式:

[修饰符] interface 接口名 {    //数据成员,可以定义多个    [public static final] 数据类型 数据成员 = 值;    //抽象方法:可以定义多个    [public abstract] 返回值类型 方法名(形参列表);}

案例如下:

package com.briup.chap07.test;//使用interface关键字来定义接口interface IAction {//数据成员,下面2行效果一样//public static final int NUM = 10;int NUM = 10;//成员方法,下面2行效果一样//public abstract void start();void start();public abstract void end();}public class Test021_Basic {public static void main(String[] args) {//接口不可以实例化对象        //IAction ac = new IAction(); error                System.out.println(IAction.NUM);                //接口中数据成员默认 public static final,故而下行编译报错        //IAction.NUM = 20;}}

注意1, 定义类使用关键字class,定义接口使用关键字interface

注意2,接口中的数据成员,默认public static final修饰,是常量,名称全大写(符合命名规范)

注意3,接口中的方法,默认public abstract修饰,是抽象方法

补充内容(后面章节具体讨论):

JDK8中,还允许在接口中编写静态方法默认方法

JDK9中,还允许在接口中编写私有方法

2 接口实现

Java中类和类之间的关系是继承,且只能是单继承

类和接口是实现关系,通过implements关键字表示,可以是单实现,也可以是多实现

子类还可以在继承一个父类的同时实现多个接口

接口的实现类书写格式:

//一个类可以同时实现多个接口[修饰符] class 类名 implements 接口名1,接口名2,... {重写所有抽象方法}

注意事项:

接口属于引用数据类型的一种,它不是类,它没有构造方法接口的实现类(子类),可以是正常类(重写所有抽象方法),也可以是抽象类(包含抽象方法)接口不能创建对象,一般用接口引用指向实现类对象相同接口的多个实现类,体现的是like a的关系

基础案例:

​ 实现类实现单个接口案例。

​ 定义IAction的实现类,重写所有抽象方法,最后进行功能测试。

package com.briup.chap07.test;interface IAction {int NUM = 10;void start();public abstract void end();}//定义接口的实现类class ActionImpl implements IAction {@Overridepublic void start() {System.out.println("start开始执行 ");}@Overridepublic void end() {System.out.println("执行完成,end结束");}}public class Test021_Basic {public static void main(String[] args) {//1.接口不能实例化对象,下面一行编译报错//IAction ic = new IAction();//2.接口引用 指向实现类对象IAction ac = new ActionImpl();//3.接口数据成员访问测试System.out.println(IAction.NUM);System.out.println(ac.NUM);System.out.println("-------------");//4.通过接口引用 调用 重写方法(多态体现)ac.start();ac.end();}}

注意事项:

​ 在类和接口的实现关系中,可以使用多态 ,因为类和接口的实现关系,可理解为继承的一种形式。

一个类可以同时实现多个接口 ,但需要把多个接口的抽象方法全部重写(后面案例中具体演示)。

3 接口继承

Java中,类和类之间是单继承关系,接口和接口之间是多继承

接口继承格式:

[修饰符] interface 子接口 extends 父接口1,父接口2... {    //新增成员或抽象方法}

例如:

interface Runable {void run();}interface Flyable {void fly();}//接口多继承interface Action extends Runable,Flyable {void sing();}

4 综合案例

案例描述:

​ 定义一个抽象父类Animal2,再定义两个接口IJumpAble跳火圈、ICycleAble骑自行车,最后定义一个猴子类Monkey,去继承Animal2,同时实现IJumpAble、ICycleAble,进行功能测试。

复杂实现类定义格式:

[修饰符] class 实现类 extends 父类 implements 接口名1, 接口名2, ... {      重写所有方法; }

案例描述:

package com.briup.chap07.test;//定义抽象父类abstract class Animal2 {private String color;private int age;public Animal2() {}public Animal2(String color, int age) {this.color = color;this.age = age;}// 抽象方法public abstract void eat();public abstract void sleep();}//定义跳火圈接口interface IJumpAble {    //默认修饰符为:public abstractvoid jump();}//定义骑自行车接口 interface ICycleAble {public abstract void cycle();}// 定义猴子类: 继承Animal类,同时实现ICycleAble、IJumpAble接口class Monkey extends Animal2 implements ICycleAble, IJumpAble {private String name;    //自定义构造方法public Monkey() {}    public Monkey(String color, int age, String name) {super(color, age);this.name = name;}//重写从父类继承的方法@Overridepublic void eat() {System.out.println("猴子" + name + " 喜欢吃大桃子");}@Overridepublic void sleep() {System.out.println("猴子" + name + " 喜欢在树上睡觉");}// 重写从接口获取的抽象方法@Overridepublic void cycle() {System.out.println("猴子 " + name + " 能够骑自行车");}@Overridepublic void jump() {System.out.println(name + " 能够跳火圈");}}//测试类public class Test024_Monkey {// 基本测试public static void main(String[] args) {        //1.抽象类不能实例化对象,但可以定义引用指向子类对象Animal2 a = new Monkey("yellow", 2, "小悟空");        //2.借助抽象类引用,只能访问抽象类中具有的方法a.eat();a.sleep();                //下面两行编译报错【多态:编译看左边,运行看右边】        //a.jump();        //a.cycle();        System.out.println("****************");//3.用接口引用指向实现类对象ICycleAble c = new Monkey("yellow", 5, "马戏团小猴");        //4.借助接口引用调用接口中重写方法c.cycle();                //注意:接口引用类型 只能调用 接口中具备的方法【多态:编译看左边,运行看右边】//下面三行编译报错        //c.eat(); error//c.sleep(); error        //c.jump();error                System.out.println("****************");                //5.如果想要调用父类方法或其他接口方法,可以借助类型转换实现        //注意,一定要借助instanceof额外判断引用指向对象的类型if (c instanceof Monkey) {Monkey m = (Monkey) c;m.eat();m.sleep();}                System.out.println("****************");        if (c instanceof IJumpAble) {IJumpAble j = (IJumpAble) c;j.jump();}}}

运行效果:
在这里插入图片描述

注意事项:

​ **接口多态应用时,编译看左边,运行看右边 **

​ **即接口引用只能调用接口中包含的方法,成功调用的是重写以后的方法 **

5 类接口关系

类与类的关系

继承关系,只能单继承,但是可以多层继承

类与接口的关系

实现关系,可以单实现,也可以多实现,还可以在继承一个类的同时实现多个接口

接口与接口的关系

继承关系,可以单继承,也可以多继承

2.6 接口新特性

1)JDK8新特性:接口可以包含静态方法和默认方法

案例如下:

package com.briup.chap07.test;//JDK8中接口 可以添加默认方法和static方法interface JDK8Action {// 接口中静态常量String OPS_MODE = "auto";// 接口中抽象方法void start();void stop();      //下面是JDK8新特性//默认方法public default void dFun() {System.out.println("in default fun() ...");}  //静态方法public static void sFun() {System.out.println("in static fun() ...");}}class Demo01 implements JDK8Action {@Overridepublic void start() {System.out.println("重写start() ...");}@Overridepublic void stop() {System.out.println("重写stop() ...");}}public class Test026_JDK8 {public static void main(String[] args) {//1.接口引用指向实现类对象JDK8Action a = new Demo01();//2.调用实现类重写方法a.start();a.stop();//3.调用default方法a.dFun();//4.JDK8中接口可以定义static方法,只能通过接口名调用,但不能通过接口引用调用,也不能通过实现类名调用//a.sFun();编译报错        //Demo01.sFun(); 编译报错JDK8Action.sFun();}}

注意事项:JDK8接口可以定义static方法,只能通过接口名调用

2)JDK9新特性:接口可以包含私有方法

案例如下:

package com.briup.chap07.test;//使用interface关键字来定义接口interface JDK9Action {// 接口中的静态常量String OPS_MODE = "auto";// 接口中的抽象方法void start();    //私有方法 jdk9以下报错private void run() {    System.out.println("private run() ...");    }}class Demo02 implements JDK8Action {@Overridepublic void start() {System.out.println("重写start() ...");}}//测试类public class Test026_JDK9 {public static void main(String[] args) {    //1.接口引用指向实现类对象JDK9Action a = new Demo02();                //2.调用实现类重写的抽象方法        a.start();                //3.调用接口private方法        a.run();    }}

注意:测试上述案例需要用合适的JDK版本

7 常见面试题

接口和抽象类有什么区别?如何选择?

语法上两者区别:

定义方式:抽象类通过使用 abstract 关键字来定义,而接口使用 interface 关键字来定义数据成员:抽象类可以包含普通数据成员和static数据成员,而接口只能包含 static final 修饰的数据成员成员方法:抽象类可以包含具体的方法实现,而接口只能包含抽象方法,即没有方法体的方法声明构造函数:抽象类可以有构造函数,而接口不能有构造函数实现方式:一个类可以继承(extends)一个抽象类,而一个类可以实现(implements)多个接口多继承:Java不支持多继承,一个类只能继承一个抽象类,但可以实现多个接口

设计理念区别:

同一个接口的不同的实现类之间,体现的是 like a 的关系 ,接口更加强调行为规范的定义,适用于多个类具有相同行为规范的情况。

例如:飞机具备飞翔的行为,鸟也具备飞翔的行为,此时我们就可以定义接口包含抽象方法fly(),然后让飞机和鸟分别去实现该接口。飞机 like a 鸟,因为它们都会fly()。

子类和抽象父类体现的是 is a 的关系 ,抽象类归根到底还是类,它比较特殊,不能被实例化,只能被继承。抽象类用于定义一种通用的模板或者规范,其中可包含了一些具体数据成员、方法实现和抽象方法声明。

例如:前面案例中的形状类Shape,它里面包含方法getArea(),但该方法功能不确定,所以定义成抽象方法,而包含了抽象方法的类Shape也必须被声明为抽象类。定义子类圆形类,其getArea()方法功能是明确的,则子类中重写方法。

结论:

如果仅仅要额外扩展已存在类的功能,则选择定义接口,让类去实现接口;如果需要创建一组相关的类,且这些类之间有一些共同的行为和属性,那么可以定义一个类作为这些类的父类。如果不想实例化父类对象,则可以把这个父类设置为抽象类。

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