【Java】接口（超详细代码演示，速进）
一、接口
1.1 接口的概念
接口就是一种公共的行为规范，比如生活中的插排以及电脑的usb接口。
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。
1.2 语法规则
定义一个接口需要用到interface关键词
public interface 接口名称{
public abstract void func1();//public abstract是固定搭配可以不写
public void func2();
abstract void func3();
void func4();
//在接口中上述写法都是抽象方法，建议按照func4()写
}
注意：接口名称一般以"I"开头
1.3 接口的使用
接口不能直接使用，必须要有一个"实现类"来实现接口中的抽象方法。
public class 类名称 implements 接口名称{
......
//对接口中的抽象方法进行具体实现
}
下面用笔记本电脑使用usb鼠标和usb键盘的例子让我们一起体会接口的使用：
- USB接口：包含打开设备、关闭设备功能
- 笔记本类：包含开机功能、关机功能、使用USB设备功能
- 鼠标类：实现USB接口，并具备点击功能
- 键盘类：实现USB接口，并具备输入功能
//USB接口
public interface Usb {
void openDevice();
void closeDevice();
}
//鼠标类：实现USB接口
public 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 dianJi(){
System.out.println("点击鼠标");
}
}
//键盘类：实现USB接口
public 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 intPut(){
System.out.println("键盘输入");
}
}
//笔记本类：使用USB设备
public class Computer {
public void powerOn(){
System.out.println("打开电脑");
}
public void powerOff(){
System.out.println("关闭电脑");
}
public void useDevice(Usb usb){
usb.openDevice();
if(usb instanceof Mouse){
Mouse mouse=(Mouse) usb;
mouse.dianJi();
} else if (usb instanceof KeyBoard) {
KeyBoard keyBoard=(KeyBoard) usb;
keyBoard.intPut();
}
usb.closeDevice();
}
}
//测试类
public class TestComputer {
public static void main(String[] args) {
Computer computer=new Computer();
computer.powerOn();
computer.useDevice(new Mouse());//使用鼠标
computer.useDevice(new KeyBoard());//使用键盘
computer.powerOff();
}
}
注意： instanceof是Java中的二元运算符，左边是对象，右边是类；当对象是右边类或子类所创建对象时，返回true；否则，返回false
1.4 接口特性
1、接口类型是一种引用类型，但不能new接口的对象
public class Test1 {
public static void main(String[] args) {
Usb usb=new Usb();
}
}
//Usb是抽象的，不能实例化
2、接口中每一个方法都是public的抽象方法, 即接口中的方法会被隐式的指定为 public abstract
public interface Usb {
private void func1();
//error 只能由public修饰
}
3、 接口中的方法是不能在接口中实现的，只能由实现接口的类来实现
public interface Usb {
void func2(){
System.out.println("func2()");
}
//error 接口中的方法是抽象方法，不能有具体实现
}
4、重写接口中方法时，不能使用default访问权限修饰
public interface Usb {
void openDevice();//默认是public
void closeDevice();//默认是public
}
public class Mouse implements Usb{
void openDevice() {
System.out.println("打开鼠标");
}
}
//error 重写接口的方法时不能使用默认的修饰符
5、接口中可以含有变量，但是接口中的变量会被隐式的指定为 public static final 变量
public interface Usb {
int num=10;
}
public class Test2 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Usb.num);//可以用接口名直接访问，说明是静态的
Usb.num=20;//error 说明被final修饰
}
}
6、接口中不能有静态代码块和构造方法
public class Animal {
protected String name;
public Animal(String name) {
this.name = name;
}
}
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，可以将接口理解成为一种特殊的类
8、如果类没有实现接口中的所有的抽象方法，则类必须设置为抽象类
9、jdk8中：接口中还可以包含default方法。
1.5 实现多个接口
在Java中，不支持多继承，即一个类只能有一个父类。但是Java中一个类可以实现多个接口。
下面用的动物类来举例：
先创建一个动物类
public class Animal {
private String name;
public Animal(String name) {
this.name = name;
}
}
然后提供一些接口
interface Ifly{
void fly();
}
interface Irun{
void run();
}
interface Iswim{
void swim();
}
下来创建一些具体的动物类
猫，会跑的
class Cat extends Animal implements Irun{
public Cat(String name) {
super(name);
}
@Override
public void run() {
System.out.println(this.name+"猫跑");
}
}
鱼，会游的
class Fish extends Animal implements Iswim{
public Fish(String name) {
super(name);
}
@Override
public void swim() {
System.out.println(this.name+"鱼游");
}
}
青蛙，会跑会游
class Frog extends Animal implements Irun,Iswim{
public Frog(String name) {
super(name);
}
@Override
public void run() {
System.out.println(this.name+"青蛙跑");
}
@Override
public void swim() {
System.out.println(this.name+"青蛙游");
}
}
鸭子，会跑会游会飞
class Duck extends Animal implements Irun,Iswim,Ifly{
public Duck(String name) {
super(name);
}
@Override
public int hashCode() {
return super.hashCode();
}
@Override
public void fly() {
System.out.println(this.name+"鸭子飞");
}
@Override
public void run() {
System.out.println(this.name+"鸭子跑");
}
@Override
public void swim() {
System.out.println(this.name+"鸭子游");
}
}
上面的代码展示了 Java 面向对象编程中最常见的用法: 一个类继承一个父类, 同时实现多种接口
图解：
继承表达的是 “is - a”
接口表达的是 “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
这就体现了多态的好处，可以让程序设计者忘记类型，有了接口之后就不必关注类型，只需要关注某个类是否具有某种能力
“不必关注类型，只需要关注某个类是否具有某种能力”，我们举个例子来加深理解：
现在实现一个压马路的方法：
public void walk(Irun r){
System.out.println("我们一起压马路");
r.run();
}
在这个walk方法中我们不关心是什么动物，只要给的参数(对象)会跑就行(即给定对象所在的类实现了跑的接口)
Cat cat=new Cat("mimi");
walk(cat);
Frog frog=new Frog("guagua");
walk(frog);
运行结果：
甚至参数可以不是 “动物”, 只要会跑
class Robot implements Irun{
String name;
public Robot(String name) {
this.name=name;
}
@Override
public void run() {
System.out.println(this.name+"机器人跑");
}
}
Robot robot=new Robot("Apple");
walk(robot);
1.6 接口间的继承
用接口可以达到多继承的目的
interface Irun{
void run();
}
interface Iswim{
void swim();
}
//可以跑也可以游，我们用创建一个"两栖动物"的接口继承Irun和Iswim
interface IAmphibious extends Irun,Iswim{
}
//青蛙是两栖动物
class Frog implements IAmphibious{
................
//实现run方法和swim方法
}
接口间的继承相当于把多个接口合并在一起
1.7 接口使用实例（给对象数组排序）
创建一个学生类
class Student{
private String name;
private int score;
public Student(String name, int score) {
this.name = name;
this.score = score;
}
@Override
public String toString() {
return "[" + this.name + ":" + this.score + "]";
}
}
再给定一个学生对象数组
Student[] students=new Student[]{
new Student("Z",100),
new Student("M",87),
new Student("H",88)
};
对这个对象数组中的元素进行排序(按分数降序)，之前我们学过sort排排序，这里能用吗？
Arrays.sort(students);
System.out.println(Arrays.toString(students));
//error
显然无法排序，两个数字可以比较来排序来确定大小关系，两个对象的大小关系怎么确定呢？
其实Arrays类中的sort方法承诺可以对”对象数组“进行排序，但要求满足以下前提：对象所属的类必须实现了 Comparable接口
下面是Comparable接口的代码：
public interface Comparable{
int compareTo(Object other);
//该方法返回0表示this == other
//该方法返回正数表示this > other
//该方法返回负数表示this < other
}
通过代码知道，任何实现Comparable接口的类都需要包含compareTo方法，并且这个方法的参数必须是一个Object对象，返回一个整型常量
知道了要求，那么就让我们的 Student 类实现 Comparable 接口, 并实现其中的 compareTo 方法
class Student implements Comparable{
private String name;
private int score;
public Student(String name, int score) {
this.name = name;
this.score = score;
}
@Override
public String toString() {
return "[" + this.name + ":" + this.score + "]";
}
@Override
public int compareTo(Object o) {
Student s=(Student) o;
if (this.score > s.score){
return -1;
} else if (this.score < s.score) {
return 1;
}else{
return 0;
}
}
}
在 sort 方法中会自动调用 compareTo 方法. compareTo 的参数是 Object , 其实传入的就是 Student 类型的对象
然我们再次运行程序：
Arrays.sort(students);
System.out.println(Arrays.toString(students));
得到了预期的结果
注意： 对于 sort 方法来说, 需要传入的数组的每个对象都是 “可比较” 的, 需要具备 compareTo 这样的能力. 通
过重写 compareTo 方法的方式, 就可以定义比较规则
拓展：
为了进一步加深对接口的理解, 我们可以尝试自己实现一个 sort 方法来完成刚才的排序过程(使用冒泡排序)
public static void sort(Comparable[] array){
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {
if(array[j].compareTo(array[j+1]) > 0){
Comparable tmp=array[j];
array[j]=array[j+1];
array[j+1]=tmp;
}
}
}
}
执行代码
sort(students);
System.out.println(Arrays.toString(students));
结果
1.8 抽象类和接口的区别
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
下面表格给出更详细的对比：
