Java--接口

标签：Java -- void System 接口 println public out

在现实生活中，接口的例子比比皆是，比如：电源插座，主机上的USB接口等。这些插口中可以插所有符合规范的设备。通过这个例子我们知道，接口就是公共的行为规范标准，大家在实现时，只要符合规范标准，就可以通用。在java中，接口可以看成是：多个类的公共规范，是一种引用数据类型。

语法规则

通过关键字interface来定义一个接口。在创建接口时，接口的命名一般以大写字母I开头。

接口中的成员默认都是public static final的，接口中的成员方法默认都是public abstract的，所以一般都不写，保持代码简洁性。

interface IShape {
    //public static final int a = 10;
    int a = 0;
    //public abstract void draw();
    void draw();
}

在接口中，不可以有普通成员方法

java8开始，允许在接口当中定义一个default方法，这个方法可以有具体的实现

interface IShape {
    int a = 0;
    void draw();
    default public void test() {
        System.out.println("test()");
    }
}

接口当中的方法，如果是static修饰的方法，那么可以有具体的实现

    public static void test2() {
        System.out.println("static方法");
    }

接口当中不能有构造方法和代码块

接口不可以通过new关键字进行实例化

类和接口之间可以通过关键字implements来实现接口，且类中要重写接口中的抽象方法

class Rect implements IShape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("矩形");
    }
}

当一个类实现接口当中的方法之后，当前类中的方法不能不加public

接口可以发生向上转型，也可以发生动态绑定

public class Test8_4 {
    public static void drawMap(IShape iShape) {
        iShape.draw();
    }
    public static void main(String[] args) {
        IShape iShape = new Rect();
        drawMap(iShape);
        drawMap(new Flower());
    }
}

输出结果：

一个接口也会产生独立的字节码文件

例子

我们来看一个具体的例子：

新建一个名为IUSB的接口

public interface IUSB {
    void openDevice();//打开服务
    void closeDevice();//关闭服务
}

新建一个类Mouse,通过implements实现IUSB

public class Mouse implements IUSB{
    @Override
    public void openDevice() {
        System.out.println("打开鼠标");
    }
    @Override
    public void closeDevice() {
        System.out.println("关闭鼠标");
    }
    public void click() {
        System.out.println("点击鼠标");
    }
}

新建一个类keyBoard类，通过implements实现IUSB

public class keyBoard implements IUSB{
    @Override
    public void openDevice() {
        System.out.println("打开键盘");
    }
    @Override
    public void closeDevice() {
        System.out.println("关闭键盘");
    }
    public void inPut() {
        System.out.println("输入");
    }
}

新建一个Computer类，类中分别有三个方法，分别是打开电脑、关闭电脑、使用服务

public class Computer {
    public void powerOn() {
        System.out.println("打开笔记本电脑");
    }
    public void powerOff() {
        System.out.println("关闭笔记本电脑");
    }
    public void useDevice(IUSB iusb) {
        //启动服务
        iusb.openDevice();
        if (iusb instanceof Mouse) {
            //如果是鼠标调用 那么将iusb强转成Mouse类并调用click方法
            Mouse mouse = (Mouse) iusb;
            mouse.click();
        } else if (iusb instanceof keyBoard) {
            //如果是键盘调用 那么将iusb强转成keyBoard类并调用inPut方法
            keyBoard keyBoard = (demo4.keyBoard) iusb;
            keyBoard.inPut();
        }
        //关闭服务
        iusb.closeDevice();
    }
}

下面我们来测试一下useDevice方法

public static void main(String[] args) {
        Computer computer = new Computer();
        computer.powerOn();//打开电脑
        
        computer.useDevice(new Mouse());//鼠标
        computer.useDevice(new keyBoard());//键盘

        computer.powerOff();//关闭电脑
    }

你可以自己分析一下程序的输出结果是什么。

这里我直接给出运行结果：

实现多个接口

在java中，类和类之间是单继承的，一个类只能有一个父类，不支持多继承，但是一个类可以实现多个接口。我们认识了很多动物，有会飞的，会跑的，会游的，现在我们写一个代码来实现它。

新建一个IFlying接口

public interface IFlying {
    void fly();
}

新建一个ISwimming接口

public interface ISwimming {
    void swim();
}

新建一个IRunning接口

public interface IRunning {
    void run();
}

新建一个Animal类，这是一个抽象类

public abstract class Animal {
    public String name;
    public int age;
    public abstract void eat();
    //构造方法
    public Animal(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
}

新建一个Dog类，继承Animal，并重写Animal中的抽象方法

public class Dog extends Animal{
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println(this.name+"吃狗粮");
    }
    //构造方法
    public Dog(String name,int age) {
        super(name, age);
    }
}

对于狗来说，他会狗刨（游泳），会跑，他的功能不止一个，通过implements实现IRunning和ISwimming，并重写接口中的方法

public class Dog extends Animal implements IRunning,ISwimming{
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println(this.name+"吃狗粮");
    }
    //构造方法
    public Dog(String name,int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(this.name+"用狗腿跑");
    }

    @Override
    public void swim() {
        System.out.println(this.name+"正在狗刨");
    }
}

【注】一定是先继承，再实现；在java中只能继承一个类，实现多个接口。

新建一个Bird类，继承Animal，实现IRunning,IFlying接口

public class Bird extends Animal implements IFlying,IRunning{
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println(this.name+"吃鸟食");
    }
    public Bird(String name,int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(this.name+"用鸟腿跑");
    }

    @Override
    public void fly() {
        System.out.println(this.name+"正在飞");
    }
}

新建一个测试类Test10_1

public class Test10_1 {
    public static void test1(Animal animal) {
        animal.eat();
    }
    public static void test2(IRunning iRunning) {
        iRunning.run();
    }
    public static void test3(ISwimming iSwimming) {
        iSwimming.swim();
    }
    public static void test4(IFlying iFlying) {
        iFlying.fly();
    }
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog("小狗",2);
        Bird bird = new Bird("小鸟",1);
        test1(bird);
        test1(dog);
        System.out.println("==========================");
        //dog和bird都实现了IRunning
        test2(bird);
        test2(dog);
        System.out.println("==========================");
        //只有dog实现了ISwimming
        test3(dog);
        System.out.println("==========================");
        //只有bird实现了IFlying
        test4(bird);
        System.out.println("==========================");
    }
}

你可以自己分析一下输出结果是什么。

这里我直接给出结果：

现在我们再新建一个Robot类，它不属于动物，但有跑的功能

public class Robot implements IRunning{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("机器人在跑");
    }
}

    public static void main(String[] args) {
        test2(new Robot());
    }

输出结果为：

只有具备功能即可，十分灵活。

通过上面这个例子，我们知道，继承表达的是is-a的语义，而接口表达的是具有xxx特性。

接口之间的继承

现在我们定义三个接口A、B、C

interface A {
    void testA();
}
interface B {
    void testB();
}
interface C {
    void testC();
}

现有一个接口具备B和C接口的功能，难道要再新建一个接口D，把B、C的功能放进去吗？

interface D {
    void testB();
    void testC();
}

这样写不太合适，不能解决长久的问题，我们可以用关键字extends，此时extends意为拓展

interface D extends B,C{
   //D这个接口具备了B和C的功能，同时D可以也定义属于自己的功能
    void testD();
}

那么当一个类实现D接口时，要重写B、C、D的方法

public class Test10_2 implements D{
    @Override
    public void testB() {
        System.out.println("B");
    }

    @Override
    public void testC() {
        System.out.println("C");
    }

    @Override
    public void testD() {
        System.out.println("D");
    }
}

接口间的继承相当于把多个接口合并在一起。

抽象类和接口的区别

区别	抽象类（abstract）	接口（interface）
结构组成	普通类+抽象方法	抽象方法+全局常量
权限	各种权限	public
子类使用	使用extends关键字继承抽象类	使用implements关键字实现接口
关系	一个抽象类可以实现若干接口	接口不能继承抽象类，但是接口可以使用extends关键字继承多个父接口
子类权限	一个子类只能继承一个抽象类	一个子类可以实现多个接口

接口使用实例--Comparable接口

现在我们有一个Student类

class Student implements Comparable<Student>{
    public String name;
    public int age;
    public Student(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

思考一下，如果想比较两个学生的年龄大小应该如何比较呢？难道跟以前学的一样直接比较吗？我们来试一下：

我们会发现代码报错了，因为我们的student1和student2不是基本数据类型，那么此时要想比较年龄大小，我们就需要借助接口Comparable了，让Student类实现Comparable接口

我们发现代码报错了，现在我们看一下Comparable的代码：

Comparable后面的<T>叫做泛型，这里你先记为固定写法，所以我们应该这样写：

class Student implements Comparable<Student>{
……

并在Student类中重写compareTo方法：

    @Override
    public int compareTo(Student o) {
        //return this.age - o.age;
        //谁调用compareTo方法 谁就是this
        if (this.age > o.age) {
            return 1;
        }else if (this.age < o.age) {
            return -1;
        }else {
            return 0;
        }
    }

此时我们就可以在main方法中进行比较了

public static void main(String[] args) {
        Student student1 = new Student("张三",10);
        Student student2 = new Student("李四",15);
        System.out.println(student1.compareTo(student2));//student1这个对象和student2这个对象 
                                                         //比较
    }

自定义类型要想比较大小，要实现Comparable接口，并重写compareTo方法来实现比较的逻辑。

再举个例子，现在我们有一个Student数组，我们想要数组按照年龄大小排序，排序我们可以调用sort()方法，因为要进行比较，所以必须要实现Comparable接口，代码如下：

    public static void main(String[] args) {
        Student[] students = new Student[3];
        students[0] = new Student("张三",10);
        students[1] = new Student("李四",5);
        students[2] = new Student("王五",18);
        Arrays.sort(students);
        System.out.println(Arrays.toString(students));
    }

输出结果：

没有实现Comparable接口就运行代码的情况在这里就不做展示了，感兴趣的朋友可以自己动手试一下。

实现Comparable接口后，我们也可以重写一个冒泡排序方法：

    public static void bubbleSort(Comparable[] comparable) {
        for (int i = 0; i < comparable.length; i++) {
            for (int j = 0; j < comparable.length-1-i; j++) {
                if (comparable[j].compareTo(comparable[j+i]) > 0) {
                    Comparable temp = comparable[j];
                    comparable[j] = comparable[j+1];
                    comparable[j+1] = temp;
                }
            }
        }
    }

这个接口对类的侵入性比较强，如果我们现在想根据姓名排序，方法改了之后，前面实现的根据年龄比较的方法可能就实现不了了，因此我们也有另外一种比较方式---比较器。

如果我们先要根据年龄排序，可以定义一个类AgeComparator，这个类实现Comparator接口，Comparator中有一个方法，叫做compara，你只需要在AgeComparator类中重写这个方法即可。

class AgeComparator implements Comparator<Student> {
    @Override
    public int compare(Student o1, Student o2) {
        return o1.age - o2.age;
    }
}

在main方法中我们需要实例化一个AgeComparator的对象，通过这个对象引用compara方法，比较学生年龄

    public static void main(String[] args) {
        Student student1 = new Student("张三",10);
        Student student2 = new Student("李四",15);
        AgeComparator ageComparator = new AgeComparator();
        System.out.println(ageComparator.compare(student1, student2));
    }

根据姓名比较就定义一个NameComparator类，实现Comparator接口，那么重写方法时，name是一个String类型，应该如何比较呢?我们来看一下String这个类

我们发现在源码中String实现的是Comparable接口，那么它一定实现了comparaTo方法

所以我们就可以通过String变量直接调用这个comparaTo方法

class NameComparator implements Comparator<Student> {
    @Override
    public int compare(Student o1, Student o2) {
        return o1.name.compareTo(o2.name);
    }
}

    public static void main(String[] args) {
        Student student1 = new Student("zhangsan",10);
        Student student2 = new Student("lisi",15);
        NameComparator nameComparator = new NameComparator();
        System.out.println(nameComparator.compare(student1, student2));//14
    }

通过这个方法实现，两种比较方法互不干扰，非常灵活。

Clonable接口

我们新建一个Person类

class Person {
    public int age;
    public Person(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "age=" + age +
                '}';
    }
}

并在main方法中实例化一个对象

    public static void main(String[] args) {
        Person person1 = new Person(10);
    }

现在我们的要求是，能不能把person1指向的这个对象克隆一份呢？我们需要调用一个方法clone方法。但是如果我们直接在main方法中调是会报错的

因为我们现在没有clone()这个方法。那谁有呢？Object有。（可以看这篇博客简单了解一下http://t.csdnimg.cn/qKuOZ）

我们知道，Object是所有类的父类，那现在为什么不能调用呢？因为访问权限，protected修饰的只能在同一个包同一个类、同一个包不同类以及不同包中的子类中访问。且要使用super来访问父类的属性。那现在怎么办，我们只能重写clone方法：在Person类中右键-->Generate-->Override Methods-->

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

重写了方法之后，你会发现仍然是报错的，

这是什么原因呢，我们看到重写的clone()方法上

它抛出了一个异常叫做编译时异常，解决它很简单，鼠标放在报红的地方，Alt+Enter

点击这个此时代码是这样的

现在你会发现报红变长了，这又是另一个错误了。clone()方法的返回值类型是Object，但是你用Person类接受了，向下转型范围变小了，要进行强转，强转成Person。

现在代码就不报错了。

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Person person1 = new Person(10);
        Person person2 = (Person) person1.clone();
        System.out.println(person1);
        System.out.println(person2);
    }

此时当你运行你的代码时，你会发现又报错了。

他说不支持克隆，如果你自定义的类型想要进行克隆，那么一定要实现Cloneable接口

class Person implements Cloneable{
……

我们点开接口的代码会发现没有任何东西，那这个接口有什么用呢？这个Cloneable接口叫做空接口或者标记接口：证明当前类是可以克隆的。

这个时候我们再运行代码发现可以了。

此时，clone()方法就帮你完成了克隆。当然这里也会存在一个问题，就是深拷贝和浅拷贝。什么是深拷贝，什么是浅拷贝呢？

浅拷贝

现在我们添加一个Money类，将Money类和Person类组合

class Money {
    public double money = 19.9;
}
class Person implements Cloneable{
    public int age;
    public Money m;
    public Person(int age) {
        this.age = age;
        this.m = new Money();
    }
……

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Person person1 = new Person(10);
        Person person2 = (Person) person1.clone();
        System.out.println(person1.m.money);
        System.out.println(person2.m.money);
    }

此时我们运行代码输出的是两个19.9。

        person2.m.money = 99.99;
        System.out.println(person1.m.money);
        System.out.println(person2.m.money);

现在我们把克隆之后的money值改成99.99，再来输出结果，理论上我们希望输出19.9和99.99，但是我们发现程序输出并不是这样的

两个money的值都改了，这种情况就叫做浅拷贝。下面我们来分析一下他的原因。

现在这个现象就是浅拷贝，并没有将对象中的对象进行克隆。

深拷贝

深拷贝就是，我们希望把对象中的对象也拷贝一份。如何做到深拷贝呢？回到代码上，跟刚刚一样，我们需要在Money类中重写clone方法并实现cloneable接口

class Money implements Cloneable{
    public double money = 19.9;

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

接下来我们需要调用这个clone()方法，那么怎么调用呢？person2是在Person person2 = (Person) person1.clone();这条语句执行时克隆出来的，那么我们回到Person类的clone()方法中，我们定义一个temp接受克隆出来的对象。

现在我们想让person1所指向的m这个对象也克隆一份出来，怎么调用它的clone()方法呢？很简单，谁调用方法谁就是this，现在我们已经把m克隆了一份

把克隆的这份给temp.m

最后return temp把temp给person2

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Person temp = (Person) super.clone();
        temp.m = (Money) this.m.clone();
        return temp;
    }