Java 中的接口

你好！今天我们来谈谈Java中的一个重要概念——接口。这个词你可能很熟悉。例如，大多数计算机程序和游戏都有界面。从广义上讲，界面是一种连接交互两方的“遥控器”。日常生活中的接口的一个简单示例是电视遥控器。它连接两个物体，一个人和一台电视，并执行不同的任务：调高或调低音量、改变频道、打开或关闭电视。一侧（人）需要访问界面（按下遥控器按钮），另一侧才能执行操作。例如，让电视切换到下一个频道。在这种情况下，用户不需要知道电视的设备以及其内部如何实现改变频道的过程。用户可以访问的只是界面。主要任务是获得期望的结果。这与编程和 Java 有什么关系？直接:) 创建接口与创建常规类非常相似，只是class我们指定的单词不是interface。让我们看一下最简单的 Java 接口，并弄清楚它是如何工作的以及它的用途：

public interface Swimmable  {

     public void swim();
}

我们创建了一个可以游泳的Swimmable界面。这就像我们的遥控器，有一个“按钮”：方法 是“游泳”。我们该如何使用这个“遥控器”呢？为此，该方法，即 我们遥控器上的按钮需要实现。要使用接口，它的方法必须由我们程序的某些类实现。让我们设计一个类，其对象符合“可以游泳”的描述。例如，鸭子类就适合： swim()Duck

public class Duck implements Swimmable {

    public void swim() {
        System.out.println("Duck, swim!");
    }

    public static void main(String[] args) {

        Duck duck = new Duck();
        duck.swim();
    }
}

我们在这里看到什么？使用关键字将类Duck与接口关联起来。如果你还记得的话，我们在继承中使用了类似的机制来连接两个类，只是有“ extends ”这个词。为了清楚起见， “ ”可以按字面意思翻译：“公共类实现接口。” 这意味着与接口关联的类必须实现其所有方法。请注意：在我们的类中，就像在接口中一样，有一个方法，并且里面有某种逻辑。这是强制性要求。如果我们只写了“ ”，并没有在类中创建方法，编译器会给我们一个错误： Duck is not abstract and does not override abstract method Swim() in Swimmable 为什么会发生这种情况呢？如果我们用电视的例子来解释这个错误，就会发现我们给一个人一个带有“更改频道”按钮的遥控器，而电视却不知道如何更改频道。此时，无论按多少次按钮，都不会起作用。遥控器本身并不改变频道：它只是向电视发出信号，电视内部执行了一个复杂的改变频道的过程。我们的鸭子也是如此：它必须能够游泳，以便可以使用接口访问它。如果她不知道如何做到这一点，界面将无法连接两个方面——人和程序。人无法使用方法使程序内的对象浮动。现在您已经更清楚地了解了接口的用途。接口描述了实现该接口的类必须具有的行为。“行为”是方法的集合。如果我们想创建多个信使，最简单的方法是创建一个接口。任何使者应该能够做什么？以简化的形式接收和发送消息。 Swimmableimplementspublic class Duck implements SwimmableDuckSwimmableDuckSwimmableswim()public class Duck implements Swimmableswim()DuckSwimmableSwimmableswim()DuckMessenger

public interface Messenger{

     public void sendMessage();

     public void getMessage();
}

现在我们可以通过实现这个接口来简单地创建我们的信使类。编译器本身会“强迫”我们在类中实现它们。电报：

public class Telegram implements Messenger {

    public void sendMessage() {

        System.out.println("Sending a message to Telegram!");
    }

     public void getMessage() {
         System.out.println("Reading the message in Telegram!");
     }
}

微信：

public class WhatsApp implements Messenger {

    public void sendMessage() {

        System.out.println("Sending a WhatsApp message!");
    }

     public void getMessage() {
         System.out.println("Reading a WhatsApp message!");
     }
}

维伯：

public class Viber implements Messenger {

    public void sendMessage() {

        System.out.println("Sending a message to Viber!");
    }

     public void getMessage() {
         System.out.println("Reading a message in Viber!");
     }
}

这有什么好处？其中最重要的是松耦合。想象一下，我们正在设计一个程序，我们将在其中收集客户数据。该类Client必须有一个字段指示客户端使用哪个信使。如果没有接口，它看起来会很奇怪：

public class Client {

    private WhatsApp whatsApp;
    private Telegram telegram;
    private Viber viber;
}

我们创建了三个字段，但一个客户很容易只有一个信使。我们只是不知道是哪一个。为了不与客户失去沟通，你必须将所有可能的选项“推”到课堂上。事实证明，其中一两个总是存在null，并且程序运行根本不需要它们。相反，最好使用我们的界面：

public class Client {

    private Messenger messenger;
}

这是“松耦合”的一个例子！我们没有在类中指定特定的信使类Client，而是简单地提到客户端有一个信使。哪一个将在计划过程中确定。但为什么我们需要接口呢？为什么要将它们添加到语言中？这个问题问得好，也正确！使用普通继承也可以达到相同的结果，对吗？该类Messenger是父类， 、和Viber是继承人。确实，这样做是可能的。但有一个问题。正如您所知，Java 中不存在多重继承。但接口有多种实现。一个类可以实现任意多个接口。想象一下，我们有一个类，它有一个字段- 一个安装在智能手机上的应用程序。 TelegramWhatsAppSmartphoneApplication

public class Smartphone {

    private Application application;
}

当然，应用程序和信使很相似，但它们仍然是不同的东西。Messenger 可以是移动端和桌面端，而 Application 是移动应用程序。因此，如果我们使用继承，我们将无法Telegram向类添加对象Smartphone。毕竟，一个类Telegram不能继承Application自Messenger！我们已经成功地从 继承它Messenger，并以这种形式将其添加到类中Client。但是一个类Telegram可以轻松实现这两个接口！因此，在类中Client我们可以将对象实现Telegram为Messenger，在类中Smartphone实现为Application。其操作方法如下：

public class Telegram implements Application, Messenger {

    //...methods
}

public class Client {

    private Messenger messenger;

    public Client() {
        this.messenger = new Telegram();
    }
}


public class Smartphone {

    private Application application;

    public Smartphone() {
        this.application = new Telegram();
    }
}

Telegram现在我们可以随意 使用这个类了。他将在某个地方扮演...的角色Application，在某个地方扮演...的角色Messenger。您可能已经注意到接口中的方法总是“空”，也就是说，它们没有实现。原因很简单：接口描述行为，而不是实现它。“实现该接口的类的所有对象都Swimmable必须能够浮动”：这就是接口告诉我们的全部内容。Fish鱼、鸭或马到底如何游泳是类、Duck和的问题Horse，而不是接口的问题。就像改变频道是电视的任务一样。遥控器只是给您一个按钮即可执行此操作。然而，Java8 有一个有趣的补充——默认方法。例如，您的接口有 10 个方法。其中 9 个在不同类中实现不同，但其中 1 个在所有类中实现相同。以前，在Java8发布之前，接口内的方法根本没有实现：编译器立即抛出错误。现在你可以这样做：

public interface Swimmable {

   public default void swim() {
       System.out.println("Swim!");
   }

   public void eat();

   public void run();
}

使用关键字default，我们在接口中创建了一个具有默认实现的方法。我们需要在所有要实现 的类中实现另外两个方法eat()和。无需使用该方法执行此操作：所有类中的实现都是相同的。顺便说一句，您在过去的任务中不止一次遇到过接口，尽管您自己没有注意到:)这是一个明显的例子： 您使用接口并且！更准确地说，是通过它们的实现 - 、和其他。同一张图显示了一个类同时实现多个接口的示例。例如，它实现了接口and （双面队列）。您还熟悉该接口，或者更确切地说，熟悉它的实现。顺便说一句，在这张图中你可以看到一个特性：接口可以相互继承。该接口继承自，并且继承自queue 。如果您想显示接口之间的连接，但一个接口是另一个接口的扩展版本，则这是必要的。让我们看一个带有接口的示例- 队列。我们还没有浏览过这些系列，但它们非常简单，排列得就像商店里的常规队伍一样。您只能将元素添加到队列的末尾，并且只能从开头将它们删除。在某个阶段，开发人员需要队列的扩展版本，以便可以从两侧添加和接收元素。这就是创建接口的方式——双向队列。它包含常规队列的所有方法，因为它是双向队列的“父级”，但添加了新方法。 run()Swimmableswim()ListSetArrayListLinkedListHashSetLinkedListListDequeMapHashMapSortedMapMapDequeQueueQueueQueueDeque