Java接口详解
接口
接口的概念
在现实生活中，接口的例子比比皆是，比如：笔记本上的USB口，电源插座等。
电脑的USB口上，可以插：U盘，鼠标，键盘等所有符合USB协议的设备
电源插座插孔上，可以插：电脑，电视机，电饭煲等所有符合规范的设备
通过上述例子可以看出：接口就是公共行为的规范标准，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
接口的定义格式与类的定义格式基本相同，将class关键字换成interface关键字，就定义了一个接口。
public interface 接口名称 {
//抽象方法
public abstract void method1();//public abstract是固定搭配，可以不写
public void method2();
abstract void method3();
void method4();
//注意：在接口中上述的写法虽然都是抽象方法，但是更推荐method4，更加简洁
}提示：
1.创建接口时，接口的命名一般是以大写字母I开头
2.接口的命名一般使用“形容词”词性的单词
3.阿里编码规范中约定，接口中的方法和属性不要加任何修饰符号，保持代码的简洁性
接口使用
接口不能直接使用，必须要有一个“实现类”来“实现”该接口，实现接口中的所有抽象方法
//类和接口的关系：类 implements 接口
public class 类名称 implements 接口名称 {
//...
}注意：子类和父类之间是extends继承关系，类和接口之间是implements实现关系。
举个接口使用的小栗子：
请实现笔记本电脑使用USB鼠标，USB键盘的例子
1.USB接口：包含打开设备，关闭设备的功能
2.笔记本类：包含开机功能，关机功能，使用USB设备的功能
3.鼠标类：实现USB接口，并具备点击功能
4.键盘类：实现USB接口，并具备输入功能
//定义USB接口
interface USB {
void openDevice();
void closeDevice();
}
class Mouse implements USB {
@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("鼠标点击");
}
}
class KeyBoard implements USB {
@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("键盘输入");
}
}
class Computer {
public void powerOn() {
System.out.println("打开电脑");
}
public void powerOff() {
System.out.println("关闭电脑");
}
//定义电脑使用USB设备的方法，通过多态性，根据传入的USB设备的不同完成不同操作
public void useDevice(USB usb) {
usb.openDevice();
//instanceof:比较左右实例的等操作符
if(usb instanceof Mouse) {
//向下转型：将 USB 类型的参数 usb 转换为 Mouse 类型的引用 mouse。这样就可以在这个方法中使用 mouse 对象的特有方法
Mouse mouse = (Mouse)usb;
mouse.click();
} else if (usb instanceof KeyBoard) {
KeyBoard keyboard = (KeyBoard)usb;
keyboard.input();
}
usb.closeDevice();
}
}
public class TestUSB {
public static void main(String[] args) {
Computer computer = new Computer();
computer.powerOn();
Mouse mouse = new Mouse();
KeyBoard keyboard = new KeyBoard();
computer.useDevice(mouse);
System.out.println("===============");
computer.useDevice(keyboard);
computer.powerOff();
}
}
注：instanceof 是 Java 中的一个关键字，用于检查一个对象是否是指定类或其子类的实例。它的语法是：
object instanceof Class
其中，object 是要检查的对象，Class 是指定的类名。
instanceof 返回一个布尔值，如果对象是指定类的实例或其子类的实例，则返回 true，否则返回 false。
接口特性
1.接口类型是一种引用类型，但是不能直接new接口的对象
public class TestUSB {
public static void main(String[] args) {
USB usb = new USB();
}
}
//Error:USB是抽象的，无法实例化2.接口中的每一个方法的类型都是public的抽象方法，即接口中方法会被隐式的指定为public abstract(只能是public abstract,其他修饰符都会报错)
public interface USB {
private void closeDevice();
}
//Error:此处不允许使用修饰符private3.接口中的方法是不能在接口中实现的（两个方法除外：static 和 abstract修饰的方法），只能由实现接口中的类实现
public interface USB {
void openDevice();
void closeDevice() {
System.out.println("关闭USB设备");
}
}
//编译失败：因为接口中的方式默认为抽象方法
//Error:接口中的抽象方法不能带有主体4.重写接口中的方法时，不能使用默认的访问权限
public interface USB {
void openDevice();
void closeDevice();
//这两个默认都是public修饰的
}
public class Mouse implements USB {
@Override
void openDevice() {
System.out.println("打开鼠标");
}//这里的方法是默认修饰符
//...
}
//编译报错：Error:重写USB中的方法时，不能使用默认修饰符
//正在尝试分配更低的访问权限：以前为public5.接口中可以含有变量，但是接口中的变量会被隐式指定为public static final变量
interface USB {
double brand = 3.0;//默认被public static final修饰
void openDevice();
void closeDevice();
}
public class TestUSB {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(USB.brand);//可以直接通过接口访问，说明是静态的
//USB = 2.0;
//编译报错：无法为最终变量brand分配值
//说明brand具有final属性
}
}
6.接口中不能有静态代码块和构造方法
7.接口虽然不是类，但是接口编译完成后字节码文件的后缀格式也是.class
8.如果类中没有实现接口中的所有抽象方法，则必须设置为抽象类
9.jdk8中：接口中还可以包含default方法
实现多个接口
在Java中，类和类之间是可以单继承的。一个类只能有一个父类，即Java中不支持多继承，但是一个类可以实现多个接口。下面通过类来表示一组动物
class Animal {
protected String name;
public Animal(String name) {
this.name = name;
}
}另外我们再提供一组接口，分别表示“会飞的”，“会跑的”，“会游泳的”。
interface IFlying {
void fly();
}
interface IRunning {
void run();
}
interface ISwimming {
void swim();
}接下来创建几个具体的动物
猫，是会跑的。
public class Cat extends Animal implements IRunning{
public Cat(String name) {
super(name);
}
@Override
public void run() {
System.out.println(this.name + "正在用四条腿跑");
}
}
鱼，是会游的。
public class Fish extends Animal implements ISwimming{
public Fish(String name) {
super(name);
}
@Override
public void swim() {
System.out.println(this.name + "正在用鱼鳍游泳");
}
}
青蛙，既能跑，又能游（两栖动物）
public class Frog extends Animal implements IRunning, ISwimming{
public Frog(String name) {
super(name);
}
@Override
public void run() {
System.out.println(this.name + "正在往前跳");
}
@Override
public void swim() {
System.out.println(this.name + "正在蹬腿游泳");
}
}
注意，一个类实现多个接口时，每个接口中的抽象方法都要实现，否则类必须设置为抽象类。
还有一种动物，水陆空三栖，叫做“鸭子”。
public class Duck extends Animal implements IRunning, ISwimming, IFlying {
public Duck(String name) {
super(name);
}
@Override
public void fly() {
System.out.println(this.name + "正在用翅膀飞");
}
@Override
public void run() {
System.out.println(this.name + "正在用两条腿跑");
}
@Override
public void swim() {
System.out.println(this.name + "正在漂在水上");
}
}
上面的代码展示了Java中面向对象编程最常见的用法：一个类继承一个父类，同时实现多个接口。
我们之前学过：继承具有is-a的语义，而接口表达的含义是：具有xxx特性。
猫是一种动物，具有会跑的特性
青蛙也是一种动物，既能跑，也能游泳
鸭子也是一种动物，既能跑，也能游，还能飞
这样设计有什么好处呢？时刻牢记多态的好处，让程序员忘记类型。有了接口之后，类的使用者就不用具体关注具体哪种类型，而只关注某个类是否有某种能力。
例如，现在实现一个方法，叫跑步
public static void walk(IRunning running) {
System.out.println("我带着伙伴去跑步");
running.run();
}在这个walk方法内部，我们并不关注到底是哪种动物，只要是会跑的就行。
Cat cat = new Cat("小猫");
//这里只关注猫是否有跑步能力
walk(cat);
Frog frog = new Frog("小青蛙");
walk(frog);
//执行结果
我带着伙伴去散步
小猫正在用四条腿跑
我带着伙伴去散步
小青蛙正在向前跳
接口间的继承
在Java中，类和类是单继承的，而一个类可以实现多个接口，接口和接口之间可以多继承。即：用接口可以达到多继承的目的
注：
类和接口之间的关系 -> implements 实现
接口和接口之间的关系 -> extends 拓展
interface A {
testA();
}
interface B extends A {
testB();
}
//B中具有A的功能接口之间的继承相当于把多个接口合并到一起。
接口的使用实例
对对象进行比较
public class Student {
String name;
int age;
public Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
}
给定两个学生对象，对它们进行比较（年龄）
Student student1 = new Student("zhangsan",12);
Student student2 = new Student("lisi",18);仔细思考，不难发现，和普通的整数不一样，两个整数是可以直接比较的，因为其大小关系明确。而两个学生对象的大小关系怎么确定？需要额外指定。
让我们的Student类实现Comparable接口，并实现其中的compareTo方法
//引入Comparable接口表明当前类可以比较，并实现其中的compareTo方法
//尖括号内写的是要比较的类型
public class Student implements Comparable{
String name;
int age;
public Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
@Override
public int compareTo(Student o) {
if(this.age > o.age) {
return 1;
} else if(this.age == o.age) {
return 0;
} else {
return -1;
}
}
}
但上面的写法具有一定的缺点，比如更改了需求：不是比较年龄而是比较姓名，上面的方法显然是写死的，只能比较年龄，其他需求无法满足。
所以这时，我们可以另辟蹊径，在类外面实现比较器。
public class Student{
String name;
int age;
public Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
/* @Override
public int compareTo(Student o) {
if(this.age > o.age) {
return 1;
} else if(this.age == o.age) {
return 0;
} else {
return -1;
}
}*/
}
//比较器(年龄)
class AgeComparator implements Comparator {
@Override
public int compare(Student o1, Student o2) {
return o1.age - o2.age;
}
}
//比较器（姓名）
class NameComparator implements Comparator {
@Override
public int compare(Student o1, Student o2) {
return o1.name.compareTo(o2.name);
}
}
======================
public class Test1 {
public static void main(String[] args) {
Student student1 = new Student("zhangsan",12);
Student student2 = new Student("lisi",18);
AgeComparator agecomparator = new AgeComparator();
NameComparator namecomparator = new NameComparator();
System.out.println(agecomparator.compare(student1, student2));
System.out.println(namecomparator.compare(student1, student2));
}
}
这样就可以同时比较年龄和姓名了。
那么回顾上述两种比较的方法，可以得出以下结论：
1.两种方法都可以适用于对象的比较
2.方法一侵入性较强：一旦写好了规定的比较方式，那么以后只能以这种方式比较了
3.方法二可以灵活比较，只需要传递需要比较的两个对象就可以了。
Cloneable接口和深拷贝
Java中内置了一些很有用的接口，Cloneable就是其中之一。
Object类中存在一个clone方法，调用这个方法可以创建一个对象的“拷贝”。但是要想合法调用clone方法，必须先实现Cloneable接口，否则就会抛出CloneNotSupportedException异常
public interface Cloneable {
}
//空接口/标记接口->表明当前类是可以被克隆的如何使用 ？
1.首先，在你想要实现克隆功能的类中，实现 Cloneable 接口。例如：
public class MyClass implements Cloneable {
// 类的成员和方法定义
}
2.然后，重写 Object 类中的 clone 方法，该方法在实现克隆时会被调用。在重写的方法中，调用 super.clone() 来创建一个对象的浅拷贝。
public class MyClass implements Cloneable {
// 类的成员和方法定义
@Override
public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
}
3.最后，当你需要克隆一个对象时，调用对象的 clone 方法即可。需要注意的是，clone 方法返回的是 Object 类型，所以你可能需要进行强制类型转换。例如：
MyClass original = new MyClass();
try {
MyClass cloned = (MyClass) original.clone();
// 对克隆对象进行操作
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
需要注意的是，
clone方法默认进行的是浅拷贝，即只复制了对象的引用。如果你需要实现深拷贝（复制对象的内容），你可能需要在clone方法中自行实现复制对象内容的逻辑。
那么什么又是浅拷贝和深拷贝呢？
让我们来看以下代码，这是一个浅拷贝的举例：
class Money {
public double m = 99.99;
}
class Person implements Cloneable {
public Money money = new Money();
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
}
public class TestDemo3 {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException{
Person person1 = new Person();
Person person2 = (Person)person1.clone();
System.out.println("通过person2修改前的结果");
System.out.println(person1.money.m);
System.out.println(person2.money.m);
person2.money.m = 13.6;
System.out.println("通过person2修改后的结果");
System.out.println(person1.money.m);
System.out.println(person2.money.m);
}
}
执行结果如下：
如上代码，我们可以看到，通过clone，我们只是拷贝了Person对象。但是Person对象中的Money对象，并没有拷贝。通过person2这个引用修改了 m这个值后，person1这个引用访问m的值时，值也发生了改变。这里就是发生了浅拷贝。
举个栗子：这就相当于家里两个人看一个电视，一个人换了台，两个人就一起看另一个台。
那怎么实现深拷贝呢？
深拷贝是指在复制对象时，不仅复制对象本身，还要递归地复制对象内部的所有引用对象。
来看一下代码：
class Money implements Cloneable {
public double m = 99.99;
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone(); // 这里进行浅拷贝，因为 'm' 是基本类型
}
}
class Person implements Cloneable {
public Money money = new Money();
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
Person tmp = (Person)super.clone();
tmp.money = (Money)this.money.clone();
return tmp;
}
}
public class TestDemo4 {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException{
Person person1 = new Person();
Person person2 = (Person)person1.clone();
System.out.println("通过person2修改前的结果");
System.out.println(person1.money.m);
System.out.println(person2.money.m);
person2.money.m = 13.6;
System.out.println("通过person2修改后的结果");
System.out.println(person1.money.m);
System.out.println(person2.money.m);
}
}
运行结果：
显然深拷贝使得改动过后只有person2中的m发生了变化，这就是深拷贝。
还是举个栗子：这就相当于两个人不同看两个电视，一个人换台，另一个人看的并没有变化
为了更容易理解，让我们看一下深拷贝和浅拷贝的内存情况吧：
浅拷贝：
深拷贝：
抽象类和接口的区别
抽象类和接口都是Java中多态的最常见的使用方式。都需要重点掌握，同时必须认清两者的区别。
核心区别：抽象类中可以包含普通方法和普通字段，这样的普通方法和普通字段可以被子类直接使用（不必重写），而接口中不能包含普通方法，子类必须重写所有的抽象方法。
再次提醒：抽象类存在的意义是为了让编译器更好的校验。
好了这一期就到这，这应该是作者字数最多的文章，敲得累死，下了。