Java基礎第五篇 實施接口

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在上一篇文章封裝與接口中，private關鍵字封裝瞭對象的內部成員。經過封裝，產品隱藏瞭內部細節，隻提供給用戶接口(interface)。

接口是非常有用的概念，可以輔助我們的抽象思考。在現實生活中，當我們想起某個用具的時候，往往想到的是該用具的功能性接口。比如杯子，我們想到加水和喝水的可能性，高於想到杯子的材質和價格。也就是說，一定程度上，用具的接口等同於用具本身。內部細節則在思考過程中被摒棄。

在public和private的封裝機制，我們實際上同時定義瞭類和接口，類和接口混合在一起。Java還提供瞭interface這一語法。這一語法將接口從類的具體定義中剝離出來，構成一個獨立的主體。

 1、interface

以杯子為例，定義一個杯子的接口:

interface Cup {
    void addWater(int w);
    void drinkWater(int w);
}

Cup這個interface中定義瞭兩個方法的原型(stereotype): addWater()和drinkWater()。一個方法的原型規定瞭方法名，參數列表和返回類型。原型可以告訴外部如何使用這些方法。

在interface中，我們應註意：

  • 不需要定義方法的主體
  • 不需要說明方法的可見性

特別註意第二點，interface中的方法默認為public。正如我們在封裝與接口中講到的，一個類的public方法構成瞭接口。所以，所有出現在interface中的方法都默認為public。

我們可以在一個類的定義中實施接口，比如下面的MusicCup (可以播放音樂的杯子):

class MusicCup implements Cup 
{
    public void addWater(int w) 
    {
        this.water = this.water + w;
    }

    public void drinkWater(int w)
    {
        this.water = this.water - w;
    }

    private int water = 0;
}

我們用implements關鍵字來實施interface。一旦在類中實施瞭某個interface，必須在該類中定義interface的所有方法(addWater()和drinkWater())。類中的方法需要與interface中的方法原型相符。否則，Java將報錯。

 在類中可以定義interface沒有提及的其他public方法。也就是說，interface規定一個必須要實施的最小接口。比如下面的waterContent()方法就沒有在Cup接口中規定原型:

class MusicCup implements Cup 
{
    public void addWater(int w) 
    {
        this.water = this.water + w;
    }

    public void drinkWater(int w)
    {
        this.water = this.water - w;
    }

    public int waterContent()
    {
        return this.water;
    }

    private int water = 0;
}

2、分離接口的意義

我們使用瞭interface，但這個interface並沒有減少我們定義類時的工作量。我們依然要像之前一樣，具體的編寫類。我們甚至於要更加小心，不能違反瞭interface的規定。既然如此，我們為什麼要使用interface呢？

事實上，interface就像是行業標準。一個工廠(類)可以采納行業標準 (implement interface)，也可以不采納行業標準。但是，一個采納瞭行業標準的產品將有下面的好處:

  • 更高質量: 沒有加水功能的杯子不符合標準。
  • 更容易推廣: 正如電腦上的USB接口一樣，下遊產品可以更容易銜接。

如果我們已經有一個Java程序，用於處理符合Cup接口的對象，比如領小朋友喝水。那麼，隻要我們確定，我們給小朋友的杯子(對象)實施瞭Cup接口，就可以確保小朋友可以執行喝水這個動作瞭。至於這個杯子(對象)是如何具體定義喝水這個動作的，我們就可以留給相應的類自行決定 (比如用吸管喝水，或者開一個小口喝水)。

在計算機科學中，接口是很重要的概念。比如任何提供UNIX接口的操作系統都可以稱作UNIX系統。Linux，Mac OS，Solaris都是UNIX系統，它們提供相似的接口。但是，各個系統的具體實施(源代碼)互不相同。Linux是開源的，你可以查看它的每一行代碼，但你還是不知道如何去編寫一個Solaris系統。

相同的UNIX接口：

3、實施多個接口

一個類可以實施不止一個的interface。比如我們有下面一個interface:

interface MusicPlayer {
    void play();
}

我們再來考慮MusicCup類。MusicCup可以看做播放器和杯子的混合體。

所以MusicCup應該具備兩套接口，即同時實施MusicPlayer接口和Cup接口:

class MusicCup implements MusicPlayer, Cup
{
    public void addWater(int w) 
    {
        this.water = this.water + w;
    }

    public void drinkWater(int w)
    {
        this.water = this.water - w;
    }

    public void play()
    {
        System.out.println("la...la...la");
    }

    private int water = 0;
}

最後，可以嘗試將本文中的interface和類定義放在同一個文件中，並編寫Test類，運行一下。

 4、總結

interface, method stereotype, public

implements interface

implements interface1, interface2

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