浅谈Java接口

接口（英文：Interface）是Java中非常重要的内容，初学的时候可能感受不深，但是在做项目的时候，对面向接口编程的运用就变得尤为重要，不过这是后话了。现在先讨论假如是刚刚接触接口这个概念，该怎么玩？如果是看过我之前文章的朋友应该了解，在遇到一个新概念的时候，我一般思考框架是先问下面三个问题：

1.这个东西有什么用？用来干什么的？它的意义在哪里？（显然，如果是没用的东西，就没必要浪费时间了；其实，弄懂了这个问题，就掌握了50%）

2.这个概念或者技能点怎么用？也就是它的表现形式，如关键字、修饰词、语法什么的。。。（这个占20%）

3.这个东西在用的过程中，有哪些关键点和细节点？（这个占30%）

上面三个问题搞清楚了，剩下的就是去用了。。。“无他，但手熟尔。”

 

一、接口有什么用？它的意义在哪里？

回答这个问题，两句话就够了：

1.接口表示一种能力；

2.接口表示一种约定。

先来看第一点“接口表示一种能力”，举个栗子：

需求：现在要创造一个蜘蛛侠。人有“唱歌”和“考试”的功能，蜘蛛有“爬行”和“吐丝”的功能。

分析：首先蜘蛛侠是一个人，他有蜘蛛的能力。按照面向对象思想，可以将人和蜘蛛分别定义成抽象类。但是，不能让蜘蛛侠在继承人的同时又继承蜘蛛。两个原因：一、蜘蛛侠不是蜘蛛，不符合继承中 【is a】的关系；二、Java只支持单继承。如何解决这个问题呢？这时就要用到接口，接口是【has a】的关系。可以将蜘蛛的行为能力定义为接口，让蜘蛛侠继承人，实现蜘蛛的行为能力的接口。实现代码如下：

 

public abstract class Person {        //定义Person抽象类
    public abstract void sing();    //唱歌抽象方法
    public abstract void exam();    //考试抽象方法
}
public interface ISpiderable {            //定义一个蜘蛛的行为能力接口
    public abstract void creep();        //爬行抽象方法
    public abstract void shootWeb();    //吐丝抽象方法
}
public class SpiderMan extends Person implements ISpiderable{//继承人，实现蜘蛛的行为能力接口
    String name = "彼得·帕克";

    @Override
    public void creep() {                    //实现爬行方法
        System.out.println(name + " 在屋顶上爬，在树枝上爬，在夕阳下的草地上爬。。。");
    }
    @Override
    public void shootWeb() {                //实现吐丝方法
        System.out.println(name + " 吐丝织网抓虫子");
    }
    @Override
    public void sing() {                    //实现唱歌方法
        System.out.println(name + " 往事不要再提~人生已多风雨~~");
    }
    @Override
    public void exam() {                    //实现考试方法
        System.out.println(name + " 上午考语文，下午考数学，明天考英语。。。");
    }
}
public class Test {            //测试一下
    public static void main(String[] args) {
        SpiderMan spiderman = new SpiderMan();
        spiderman.creep();
        spiderman.sing();
    }
}

 运行结果如下：

接着来，有天傍晚蜘蛛侠吃饱了没事儿闲溜达，在路边草丛里发现了雷神的大铁锤，于是他有具备了闪电的能力：

public interface ILightningable {        //定义闪电能力接口
    public abstract void lightning();    //闪电抽象方法
}
public class SpiderMan extends Person implements ISpiderable,ILightningable{//继承人，实现蜘蛛的行为能力接口，实现闪电能力接口
    String name = "彼得·帕克";

    @Override
    public void creep() {                    //实现爬行方法
        System.out.println(name + " 在屋顶上爬，在树枝上爬，在夕阳下的草地上爬。。。");
    }
    @Override
    public void shootWeb() {                //实现吐丝方法
        System.out.println(name + " 吐丝织网抓虫子");
    }
    @Override
    public void sing() {                    //实现唱歌方法
        System.out.println(name + " 往事不要再提~人生已多风雨~~");
    }
    @Override
    public void exam() {                    //实现考试方法
        System.out.println(name + " 上午考语文，下午考数学，明天考英语。。。");
    }
    @Override
    public void lightning() {
        System.out.println(name + " 来一波闪电~");    //实现闪电方法
    }
}
public class Test {            //测试一下
    public static void main(String[] args) {
        SpiderMan spiderman = new SpiderMan();
        spiderman.creep();
        spiderman.sing();
        spiderman.lightning();
    }
}

运行结果如下：

 通过上面的例子，“接口表示一种能力”已经算是不言而喻了，那么，为什么说“接口表示一种约定”？

 首先，什么是“约定”？所谓的约定就是，这事儿就按咱哥俩说的规矩办，谁也别出幺蛾子。举个经典的打印机的例子：要求实现打印机的打印功能。打印机的墨盒可能是彩色的，也可能是黑白的，所用的纸张可以有多种类型，如A4、B5等，要命的是墨盒和纸张都不是打印机厂商生产的。那么，打印机厂商如何避免自的打印机与市场上的墨盒、纸张不符呢？

分析：有效解决该问题的途径是制定墨盒、纸张的约定或标准，然后打印机厂商按照约定对墨盒、纸张提供支持，这样一来，无论最后使用的是厂商张三还是厂商王麻子提供的墨盒或纸张，只有符合统一的约定，打印机都可以打印。当然，“接口（Interface）”就是这样一种约定。打印机打印功能实现如下：

public interface IInkBox {        //定义墨盒接口，约定墨盒的标准
    public String getColor();  //返回墨盒的颜色
}
public interface IPaper {    //定义纸张的接口，约定纸张的标准
    public String getSize();//返回纸张的种类
}
public class Printer{        //定义打印机类，引用墨盒接口、纸张接口实现打印功能
    IInkBox inkbox=null;
    IPaper paper=null;
    public Printer(IInkBox inkbox,IPaper paper) {    //构造函数，以接口类型为形参实现多态
        this.inkbox = inkbox;
        this.paper = paper;
    }
    public void printer() {            //实现打印功能
        System.out.println("使用"+inkbox.getColor()+"墨盒在"+paper.getSize()+"纸张上打印。");
    }
}
public class ColorInkBox implements IInkBox{    //墨盒厂商按照墨盒接口实现彩色墨盒ColorInkBox类
    public String getColor() {
        return "彩色";
    }
}
public class GrayInkBox implements IInkBox{    //墨盒厂商按照墨盒接口实现黑白墨盒GrayInkBox类
    public String getColor() {
        return "黑白";
    }
}
public class A4Paper implements IPaper{        //A4纸类实现纸张接口
    public String getSize() {
        return "A4纸";
    }
}
public class B5Paper implements IPaper{        //B5纸类实现纸张接口
    public String getSize() {
        return "B5纸";
    }    
}
public class Test {                    //测试一下
    public static void main(String[] args) {
        IInkBox colorInk = new ColorInkBox();             //接口IInk类型引用指向彩色墨盒ColorInkBox实现类的对象，多态
        IInkBox grayInk = new GrayInkBox();
        IPaper a4Paper = new A4Paper();                //接口IPaper类型引用指向A4纸A4Paper实现类的对象，多态
        IPaper b5Paper = new B5Paper();
        
        Printer printer = new Printer(colorInk,a4Paper);        //创建Printer对象（组装打印机），彩色墨盒、A4纸
        printer.printer();
        Printer printer2 = new Printer(grayInk,b5Paper);        //创建Printer对象（组装打印机），黑白墨盒、B5纸
        printer2.printer();
    }
}

运行结果如下：

功能实现，这就是“接口表示一种约定”。

 

二、接口怎么用？它的表现形式？

 其实，从上面的例子中聪明的你肯定已经大致知道接口怎么用了，下面就总结一下Java中接口的定义语法和类实现接口的语法如下：

　　[修饰词] interface 接口名 extends 父接口1，父接口2，....{

　　　　//常量定义

　　　　//抽象方法定义

　　}

　　class 类名 extends 父类名 implements 接口1，接口2，...{

　　　　//类成员

　　}

 【关于接口用法的说明（其实，初学时不用都记住，先掌握关键点用起来再说，报几次错再回来补细节）】：

1.如果修饰词是public，则该接口在整个项目中可见；如果省略修饰词，则该接口只在当前包中可见。

2.接口中只能定义常量。接口中的属性都会自动用 public static final 修饰，即接口中的属性都是全局静态常量，必须在定义时指定初始值。

3.接口中所有方法都是抽象方法，都会自动用 public abstract 修饰，即接口中只有全局抽象方法。

4.接口之间可以通过extends实现继承关系，一个接口可以继承多个接口，但接口不能继承类。

5.接口的实现类必须实现接口的全部方法，否则就变成了抽象类。

 

 三、接口使用的关键点？

 了解接口很重要的一点就是它和抽象类的区别，这两个东西确实很像，都有继承，都有抽象方法，有种不严谨的说法甚至说“可以把接口当作一种极端的抽象类”，这么说有一定道理，但是接口和抽象类还是有很大的不同：

【语法方面】：

1.抽象类中属性可以有常量、变量，接口中只能是 public static final 修饰的常量；

2.抽象类中方法可以有抽象方法、普通成员方法，接口中只能有抽象方法；

3.抽象类只能单继承，接口可以继承多个接口；

4.一个类只能继承一个抽象类，一个类可以实现多个接口。

 【设计方面】：

1.抽象类是对事物的抽象，接口是对行为的抽象。就像上面蜘蛛侠的例子，抽象类 Person 是抽象人这个事物，接口 ISpiderable 是抽象蜘蛛的行为能力。

2.设计模式不同，抽象类作为很多子类的父类，它是一种模板式设计。而接口是一种行为规范，它是一种辐射式设计。什么是模板式设计？最简单例子，大家都用过ppt里面的模板，如果用模板A设计了ppt B和ppt C，ppt B和ppt C公共的部分就是模板A了，如果它们的公共部分需要改动，则只需要改动模板A就可以了，不需要重新对ppt B和ppt C进行改动。而辐射式设计，就像上面打印机的例子，如果改变了纸张IPaper的接口，那么纸张的实现类 A4Paper() 和 B5Paper()就都要修改。也就是说对于抽象类，如果需要添加新的方法，可以直接在抽象类中添加具体的实现，子类可以不进行变更；而对于接口则不行，如果接口进行了变更，则所有实现这个接口的类都必须进行相应的改动。