Java 语言快速入门,Java 接口

大雄 952 2022-07-11


接口(英文:Interface),在JAVA编程语言中是一个抽象类型,是抽象方法的集合,接口通常以interface来声明。一个类通过继承接口的方式,从而来继承接口的抽象方法。

接口并不是类,编写接口的方式和类很相似,但是它们属于不同的概念。类描述对象的属性和方法。接口则包含类要实现的方法。

除非实现接口的类是抽象类,否则该类要定义接口中的所有方法。

接口无法被实例化,但是可以被实现。一个实现接口的类,必须实现接口内所描述的所有方法,否则就必须声明为抽象类。另外,在 Java 中,接口类型可用来声明一个变量,他们可以成为一个空指针,或是被绑定在一个以此接口实现的对象。

接口与类相似点:

  • 一个接口可以有多个方法。

  • 接口文件保存在 .java 结尾的文件中,文件名使用接口名。

  • 接口的字节码文件保存在 .class 结尾的文件中。

  • 接口相应的字节码文件必须在与包名称相匹配的目录结构中。

接口与类的区别:

  • 接口不能用于实例化对象。

  • 接口没有构造方法。

  • 接口中所有的方法必须是抽象方法,Java 8 之后 接口中可以使用 default 关键字修饰的非抽象方法。

  • 接口不能包含成员变量,除了 static 和 final 变量。

  • 接口不是被类继承了,而是要被类实现。

  • 接口支持多继承。

接口特性

  • 接口中每一个方法也是隐式抽象的,接口中的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)。

  • 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(并且只能是 public,用 private 修饰会报编译错误)。

  • 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接口中的方法。

抽象类和接口的区别

  • 1. 抽象类中的方法可以有方法体,就是能实现方法的具体功能,但是接口中的方法不行。

  • 2. 抽象类中的成员变量可以是各种类型的,而接口中的成员变量只能是 public static final 类型的。

  • 3. 接口中不能含有静态代码块以及静态方法(用 static 修饰的方法),而抽象类是可以有静态代码块和静态方法。

  • 4. 一个类只能继承一个抽象类,而一个类却可以实现多个接口。

注:JDK 1.8 以后,接口里可以有静态方法和方法体了。

注:JDK 1.8 以后,接口允许包含具体实现的方法,该方法称为"默认方法",默认方法使用 default 关键字修饰。更多内容可参考 Java 8 默认方法。

注:JDK 1.9 以后,允许将方法定义为 private,使得某些复用的代码不会把方法暴露出去。更多内容可参考 Java 9 私有接口方法。


接口的声明

接口的声明语法格式如下:

[可见度] interface 接口名称 [extends 其他的接口名] {        // 声明变量        // 抽象方法}

Interface关键字用来声明一个接口。下面是接口声明的一个简单例子。

NameOfInterface.java 文件代码:

/* 文件名 : NameOfInterface.java */import java.lang.*;//引入包 public interface NameOfInterface{   //任何类型 final, static 字段   //抽象方法}


接口有以下特性:


  • 接口是隐式抽象的,当声明一个接口的时候,不必使用abstract关键字。

  • 接口中每一个方法也是隐式抽象的,声明时同样不需要abstract关键字。

  • 接口中的方法都是公有的。

实例

Animal.java 文件代码:

/* 文件名 : Animal.java */interface Animal {   public void eat();   public void travel();}

接口的实现

当类实现接口的时候,类要实现接口中所有的方法。否则,类必须声明为抽象的类。

类使用implements关键字实现接口。在类声明中,Implements关键字放在class声明后面。

实现一个接口的语法,可以使用这个公式:

接口语法:

...implements 接口名称[, 其他接口名称, 其他接口名称..., ...] ...

实例

MammalInt.java 文件代码:

/* 文件名 : MammalInt.java */public class MammalInt implements Animal{   public void eat(){      System.out.println("Mammal eats");   }   public void travel(){      System.out.println("Mammal travels");   }   public int noOfLegs(){      return 0;   }   public static void main(String args[]){      MammalInt m = new MammalInt();      m.eat();      m.travel();   }}

以上实例编译运行结果如下:

Mammal eatsMammal travels

重写接口中声明的方法时,需要注意以下规则:

  • 类在实现接口的方法时,不能抛出强制性异常,只能在接口中,或者继承接口的抽象类中抛出该强制性异常。

  • 类在重写方法时要保持一致的方法名,并且应该保持相同或者相兼容的返回值类型。

  • 如果实现接口的类是抽象类,那么就没必要实现该接口的方法。

在实现接口的时候,也要注意一些规则:

  • 一个类可以同时实现多个接口。

  • 一个类只能继承一个类,但是能实现多个接口。

  • 一个接口能继承另一个接口,这和类之间的继承比较相似。


接口的继承

一个接口能继承另一个接口,和类之间的继承方式比较相似。接口的继承使用extends关键字,子接口继承父接口的方法。

下面的Sports接口被Hockey和Football接口继承:


// 文件名: Sports.javapublic interface Sports{   public void setHomeTeam(String name);   public void setVisitingTeam(String name);} // 文件名: Football.javapublic interface Football extends Sports{   public void homeTeamScored(int points);   public void visitingTeamScored(int points);   public void endOfQuarter(int quarter);} // 文件名: Hockey.javapublic interface Hockey extends Sports{   public void homeGoalScored();   public void visitingGoalScored();   public void endOfPeriod(int period);   public void overtimePeriod(int ot);}

Hockey接口自己声明了四个方法,从Sports接口继承了两个方法,这样,实现Hockey接口的类需要实现六个方法。

相似的,实现Football接口的类需要实现五个方法,其中两个来自于Sports接口。


接口的多继承

在Java中,类的多继承是不合法,但接口允许多继承。

在接口的多继承中extends关键字只需要使用一次,在其后跟着继承接口。 如下所示:

public interface Hockey extends Sports, Event

以上的程序片段是合法定义的子接口,与类不同的是,接口允许多继承,而 Sports及 Event 可以定义或是继承相同的方法


标记接口

最常用的继承接口是没有包含任何方法的接口。

标记接口是没有任何方法和属性的接口.它仅仅表明它的类属于一个特定的类型,供其他代码来测试允许做一些事情。

标记接口作用:简单形象的说就是给某个对象打个标(盖个戳),使对象拥有某个或某些特权。

例如:java.awt.event 包中的 MouseListener 接口继承的 java.util.EventListener 接口定义如下:

package java.util;public interface EventListener{}

没有任何方法的接口被称为标记接口。标记接口主要用于以下两种目的:

  • 建立一个公共的父接口:

    正如EventListener接口,这是由几十个其他接口扩展的Java API,你可以使用一个标记接口来建立一组接口的父接口。例如:当一个接口继承了EventListener接口,Java虚拟机(JVM)就知道该接口将要被用于一个事件的代理方案。

  • 向一个类添加数据类型:

    这种情况是标记接口最初的目的,实现标记接口的类不需要定义任何接口方法(因为标记接口根本就没有方法),但是该类通过多态性变成一个接口类型。

Java 接口

接口是抽象方法的集合。如果一个类实现了一个接口,那么就需要继承这个接口中的所有抽象方法。

接口不是类。写一个接口和写一个类很相似,但是它们是两个不同的概念。类是描述一个对象的成员属性和行为。接口只包含一个类所实现的行为。

除非实现了接口的类是抽象的,否则接口中的所有方法都需要在类中实现。

在以下方面,接口和类非常相似:

  • 一个接口可以包含任意数量的方法。

  • 一个接口以 .java 的扩展名写入文件中,并且接口的名字与文件名相同。

  • 接口的字节码位于一个 .class 文件中。

  • 接口位于包中,并且相应的字节码文件必须在和该包名匹配的文件夹结构下。

然而,在以下方面,接口和类是不同的:

  • 不能实例化一个接口。

  • 接口不能包含构造方法。

  • 接口中的所有方法都是抽象的。

  • 接口不能包含实例变量。接口中唯一能出现的变量必须被同时声明为 static 和 final 。

  • 接口不能被类继承;它应该被类实现。

  • 一个接口可以继承多个接口。

声明接口

interface 关键字用来声明一个接口。下面是一个声明接口的简单例子:

示例

如下是描述了接口的例子:

/* File name : NameOfInterface.java */import java.lang.*;//Any number of import statementspublic interface NameOfInterface{   //Any number of final, static fields
   //Any number of abstract method declarations\}

接口有下述属性:

  • 接口默认就是抽象的。当需要声明一个接口的时候不需要使用 abstract 关键字。

  • 接口中的每个方法默认也是抽象的,所以 abstract 关键字也不需要。

  • 接口中的方法默认是 public 的。

示例:

/* File name : Animal.java */interface Animal {   public void eat();   public void travel();
}

接口的实现

当一个类实现一个接口的时候,你可以认为类就是签订一个条约,同意去执行接口中的各种行为。如果一个类没有实现接口中的所有行为,这个类就必须声明为 abstract 。

类使用 implements 关键字来实现一个接口。这个 implements 关键字写在类的声明部分中 extends(如果有) 部分的后面。

/* File name : MammalInt.java */public class MammalInt implements Animal{   public void eat(){
      System.out.println("Mammal eats");
   }   public void travel(){
      System.out.println("Mammal travels");
   } 

   public int noOfLegs(){      return 0;
   }   public static void main(String args[]){
      MammalInt m = new MammalInt();
      m.eat();
      m.travel();
   }
}

这将产生下面的结果:

Mammal eats
Mammal travels

当覆写定义在接口中的方法时,如下是需要遵守的几条规则:

  • 异常不应该声明在实现的方法中,而是应该在声明的接口方法中或者那些声明方法的接口的子类。

  • 当覆写方法的时候应该包含接口方法的签名和相同类型或子类型的返回值。

  • 接口实现类本身可以是抽象的,如果是抽象的,则接口中的方法没必要全部实现。

当实现接口时有如下几条规则:

  • 类可以一次性实现多个接口。

  • 类只可以继承一个父类,但是可以实现多个接口。

  • 一个接口可以继承自另一个接口,和一个类继承自另一个类的方法相同。

接口的继承

一个接口可以继承另一个接口,和一个类继承自另一个类的方法相同。 extends 关键字用来继承一个接口,并且子接口要继承父接口的所有方法。

下述的 Sports 接口 被 Hockey 和 Football 接口继承。

//Filename: Sports.javapublic interface Sports{   public void setHomeTeam(String name);   public void setVisitingTeam(String name);
}//Filename: Football.javapublic interface Football extends Sports{   public void homeTeamScored(int points);   public void visitingTeamScored(int points);   public void endOfQuarter(int quarter);
}//Filename: Hockey.javapublic interface Hockey extends Sports{   public void homeGoalScored();   public void visitingGoalScored();   public void endOfPeriod(int period);   public void overtimePeriod(int ot);
}

Hockey 接口有四个方法,但是它从 Sports 接口中继承了两个;因此,一个实现了 Hockey 接口的类需要实现全部的六个方法。类似的,实现了 Football 的类需要定义 Football 接口中三个方法和 Sports 接口中的两个方法。

多个接口的继承

一个 Java 类只可以继承一个父类,不可以多继承。 然而,接口不是类,一个接口可以继承多个父接口。

一旦使用了 extends 关键字,所有父接口声明时需要以逗号分隔。

例如,如果 Hockey 接口同时继承了 Sports 和 Event 接口,它需要像如下方式声明:

public interface Hockey extends Sports, Event

标识接口

继承接口的最普通用法是父接口不包含任何的方法。例如, 在 java.awt.event 包中的 MouseListener 接口继承了 java.util.EventListener 接口,像如下定义:

package java.util;public interface EventListener{}

一个内部没有任何方法的接口被称为 tagging interface。 tagging interface 有两个基本的用途:

创建一个共同的父类: 像 EventListener 接口, 它继承了很多 Java API 中的其它接口,你可以使用 tagging interface 在一组接口中创建一个共同的父类。例如,当一个接口继承了 EventListener 接口的时候, Java 虚拟机(JVM)就知道这个特殊的接口被用在事件代理上。

向类添加数据类型: 一个实现了 tagging interface 的类是不需要定义任何方法的(因为这个接口中本来就没有任何方法),但是这个类通过多态的特性变成了一个接口类型。



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