【Java全栈进阶】-接口

2022-01-03 10:41:42

接口

接口的概念

接口是功能的集合，同样可以看作是一种数据类型，是比抽象类更为抽象的“类”。
接口只描述所应该具备的方法，并没有具体实现，具体的实现由接口的实现类（相当于接口的子类）来完成。这样将功能的定义与实现分离，优化了程序设计。
一切事物均有功能，即一切事物均有接口。

接口的定义

与类的定义不同，接口定义时需要使用interface关键字
定义接口所在的仍为.java文件，虽然声明时使用的为interface关键字的编译后仍然会产生.class文件。这一点可以让我们将接口看作是一种只包含了功能声明的特殊类。

定义格式：

public interface 接口名{
    抽象方法1;
    抽象方法2;
    抽象方法3;
}

使用interface代替了原来的class，其他步骤与定义类相同。
- 接口中的方法均为公共访问的抽象方法。
- 接口中无法定义普通的成员变量。

类实现接口

类与接口的关系为实现关系，即类实现接口。实现的动作类似继承，只是关键字不同，实现使用implements。
其他类（实现类）实现接口后，就相当于声明：“我应该具有这个接口中的功能”。实现类仍然需要重写方法以实现具体的功能。

格式：

class 类名 implements 接口 {
    //重写接口中的方法
}

在类实现接口后，该类就会将接口中的抽象方法继承过来，此时该类需要重写该抽象方法，完成具体的逻辑。
- 接口中定义功能，当需要具有该功能时，可以让类实现该接口，只声明了应该具备该方法，是功能的声明。
- 在具体实现类中重写方法，实现功能，是方法的具体实现。
于是，通过以上两个动作将功能的声明与实现便分开了。（此时请重新思考：类是现实事物的描述，接口是功能的集合。）

接口中成员的特点

接口中可以定义变量，但是变量必须有固定的修饰符修饰，public static final，所以接口中的变量也称之为常量，其值是不能改变的。
接口中可以定义方法，方法也有固定的修饰符：public abstract。
接口中不可以创建对象。

子类必须覆盖掉接口中所有的抽象方法，子类才可以实例化，否则子类是一个抽象类。

interface Demo{//定义一个名称为Demo的接口
    public static final int NUM = 3;    //NUM变量的值是不能改变的
    public abstract void show1();
    public abstract void show2();
}

//定义子类的去覆盖接口中的方法，类与接口之间的关系是 实现。通过关键字 implements
class DemoImpl implements Demo{//子类实现Demo接口
    //重写接口中的方法
    @Override
    public void show1(){
        
    }
    @Override
    public void show2(){
        
    }
}

接口的多实现

了解接口的特点后，那么多想想为什么要定义接口呢？？使用抽象类描述也灭有问题，接口到底有啥用呢？

接口最重要的体现：解决多继承的弊端，将多继承这种机制在Java中通过多实现完成了。

interface Fu1{
    void show1();
}
interface Fu2{
    void show2();
}

class Zi implements Fu1,Fu2 //多实现，同时实现多个接口
{
    public void show1(){}
    public void show2(){}
}

多继承的弊端（怎么解决弊端呢？）

多继承时，当多个父类有相同功能时，子类调用会产生不确定性。

其实核心原因就是在于多继承中功能有主体，而导致调用运行时，不确定运行哪个主体内容。
为什呢多实现能解决呢？

因为接口中的功能都没有方法体，由子类来明确。

类继承类同时继承接口

接口和类之间可以通过实现产生关系，同时也学习了类与类之间可以通过继承产生关系。当一个类已经继承了一个父类，它又需要扩展额外的功能，这时接口就派上了用场。

子类通过继承父类扩展功能，通过继承扩展的功能都是子类应该具备的基础功能。如果子类想要继承扩展其他类中的功能呢？这时通过实现接口来完成。

class Fu{
    public void show(){}
}
interface Inter{
    public abstract void show1();
}

class Zi extends Fu implements Inter{
    @Override
    public void show1(){
        
    }
}

接口的出现避免了单继承的局限性。父类中定义了事物的基础功能，接口中定义的事物的扩展功能。

接口的多继承

学习类的时候，知道类与类之间可以通过继承产生关系，接口和类之间可以通过实现产生关系，那么接口与接口之间会有什么关系呢？

多个接口之间可以使用extends进行继承。
```
interface Fu1{
    abstract void show();
}
```
```
interface Fu2{
    abstract void show1();
}
```
```
interface Fu3{
    abstract void show2();
}
```
```
interface Zi extends Fu1,Fu2,Fu3{
    abstract void show3();
}
```
在开发中如果多个接口中存在相同方法，这时若有个类实现了这些接口，那么就要实现接口中的方法，由于接口中的方法是抽象方法，子类实现后也不会发生调用的不确定性。

接口的思想

举例：我们都知道电脑上留有很多个插口，而这些插口可以插入相应的设备，这些设备为什么能插在上面呢？主要原因是这些设备在生产的时候符合了这个插口的使用规则，否则将无法插入接口中，更无法使用。发现这个插口的出现让我们使用更多的设备。
总结：接口在开发中的好处：
1. 接口的出现扩展了功能
2. 接口其实就是暴漏出来的规则
3. 接口的出现降低了耦合性，即设备与设备之间实现了解耦。
接口的出现方便后期使用和维护，一方是在使用接口（如电脑），一方在实现接口（插在插口上的设备）。例如：笔记本使用这个规则（接口），电脑外围设备实现这个规则（接口）。

接口和抽象类的区别

明白了接口思想和接口的用法后，接口和抽象类的区别是什么呢？？接口在生活体现也基本掌握，那在程序中接口是如何体现的呢？？
通过实例进行分析和代码演示抽象类和接口的用法：
1. 举例：
  
  犬：
  
  行为：
  
  吼叫；
  
  吃饭；
  
  缉毒犬：
  
  行为：
  
  吼叫；
  
  吃饭；
  
  缉毒；
2. 思考：
  - 由于犬分为很多种，他们吼叫和吃饭的方式不一样，在描述的时候不能具体化，也就是说吼叫和吃饭的行为不能明确。
  - 当描述行为时，行为的具体动作不能明确，这时，可以将这个行为写为抽象行为，那么这个类也就是抽象类。
  - 如果当缉毒犬由其他额外功能时，而这个功能并不在这个事物的体系中（也就是子类的方法主体中），这时可以让缉毒犬具备犬科自身特点的同时也可以添加额外的特有功能，可以将这个额外功能定义在接口中。
    
    如下代码演示：
```
interface 缉毒{
    public abstract void 缉毒();
}
```
```
//定义犬科的这个提醒的共性功能
abstract class 犬科{
    public abstract 吃饭();
    public abstract 吼叫();
}
```
```
//缉毒犬属于犬科的一种，让其继承犬科，获取犬科的特性
//由于缉毒犬具备缉毒功能，那么它只要再实现缉毒接口即可，这样就可以保证缉毒犬既具备犬科的特性，又拥有缉毒的功能
public class 缉毒犬 extends 犬科 implements 缉毒{
    @Override
    public void 缉毒(){
        
    }
    @Override
    void 吃饭(){
        
    }
    @Override
    void 吼叫(){
        
    }
}
```
```
class 缉毒猪 implements 缉毒{
    public void 缉毒(){
        
    }
}
```
  - 通过上面的例子总结接口和抽象类的区别：
    - 相同点：
      1. 都位于继承的顶端，用于被其他类实现或继承。
      2. 都不能直接实例化对象
      3. 都包含抽象方法，其子类都必须覆写（重写）这些抽象方法。
    - 区别：
      1. 抽象类为部分方法提供实现，避免子类重复实现这些方法，提高代码的重用性；接口只能包含抽象方法。
      2. 一个类只能继承一个直接父类（可能是抽象类），却可以实现多个接口（接口弥补了Java单继承的短板）。
      3. 抽象类是这个事物中应该具备的内容，继承体系是一种is..a关系。
      4. 接口是这个事物中的额外内容，继承体系是一种like..a关系。
    - 二者的选用：
      - 优先选用接口，尽量少用抽象类。
      - 需要定义子类的行为，又要为子类提供共性功能时才选用抽象类。

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类继承类 同时继承接口

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