阿里云【名师课堂】Java面向对象开发68 ~ 70、73：接口的定义和使用

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目录

• 68：接口基本概念
  • 1、定义
  • 2、观察接口间的转换
• 69：接口使用限制
  • 1、权限限制
  • 2、实现顺序
  • 3、抽象类与接口间的实现
    • 3.1、三重继承
    • 3.2、假实现
  • 4、接口的继承
  • 5、接口定义内部结构
• 70：接口的应用：定义标准
  • 1、定义USB标准（by接口）
  • 2、定义电脑类
  • 3、定义USB子类
  • 4、定义测试类
  • 5、总结
• 73：抽象类与接口的区别
  • 1、区别与联系
  • 2、选择
  • 3、结构体的设计关系

通过《阿里云【名师课堂】Java面向对象开发65 ~ 67：抽象类的定义和使用》的学习我们知道，抽象类虽然可以对子类的实现进行了约束，但是抽象类有一个缺点：单继承局限。
如果要在约束子类的实现要求的同时避免单继承局限，就要用到这节课所学的接口。在一个操作既可以使用抽象类又可以使用接口时，接口优先。

68：接口基本概念

1、定义

接口是一组常量和抽象方法的集合，在Java中国你接口可以使用interface关键字来定义。

• 作为对比：抽象类：抽象方法、全局常量、普通常量、构造方法、普通方法。

范例：定义一个接口

interface IMessage { // 接口标识头加个I，便于区分
	public static final String MSG = "这是一个全局常量MSG" ; // static全局，final常量
	public abstract void print() ; // 一个抽象方法，没有方法体
}

如果子类想要使用接口，就必须用到关键字implements来实现接口。
同时一个子类可以实现多个接口，也就是说可以利用接口来实现多继承的概念。

• 对于接口的子类（如果不是抽象子类）则必须覆写接口中的全部抽象方法。
• 随后可以利用子类对象的向上转型，通过实例化子类来得到接口的实例化对象。

范例：接口实现多继承

interface IMessage { // 接口标识头加个I，便于区分
	public static final String MSG = "这是一个全局常量MSG" ; // static全局，final常量
	public abstract void print() ; // 一个抽象方法，没有方法体
}

interface INews {
	public abstract String get() ;
}
// 一个子类可以同时实现多个接口
class MessageImp implements IMessage,INews {
	public void print() {
		System.out.println(IMessage.MSG) ;
	}
	public String get() {
		return IMessage.MSG ; // 访问常量建议加上类名称
	}
}

public class TestDemo {
	public static void main(String args[]) {
		IMessage msg = new MessageImp() ; // 子类为父接口实例化
		msg.print() ; // 调用被子类覆写过的print()方法
	}
}

既然子类继承了两个接口，那么当然也可以：

public class TestDemo {
	public static void main(String args[]) {
		INews news = new MessageImp() ; // 子类为父接口实例化
		System.out.println(news.get()) ; // 调用被子类覆写过的get()方法
	}
}

2、观察接口间的转换

回顾：《阿里云【名师课堂】Java面向对象开发64：多态性》中的对象多态性概念。

······
public class TestDemo {
	public static void main(String args[]) {
		INews n = new MessageImp() ; // 子类为父接口实例化
		System.out.println("【INews】" + n.get()) ; // 调用被子类覆写的INews中的get()方法
		// 重点在关键字new，n被实例化为MessageImp的对象
		// 并且MessageImp是IMessage的子类
		IMessage msg = (IMessage)n ; // 转型为IMessage的对象
		msg.print() ; // 调用被覆写的IMessage中的方法
	}
}

分析：

当一个子类继承了多个接口之后，并且接口对象通过子类进行实例化，那么这个对象在多个父接口之间是允许互相转换的。

69：接口使用限制

1、权限限制

首先需要说明：接口中只允许存在public权限。也就是说，不管是属性还是方法，其权限都是public。

• 所以类在覆写接口方法时不仅要去掉abstract修饰，给出方法体，而且方法的访问权限一定要用public来修饰（否则就降低了权限）。
• 接口中方法只有抽象方法，则abstract可以省略，因为没有abstract它也是抽象方法。

2、实现顺序

当一个子类既需要实现接口又需要继承抽象类的时候，请先使用extends继承抽象类，而后再使用implements实现接口。
范例：让子类继承抽象类和实现接口

interface IMessage { // 接口标识头加个I，便于区分
	public String get() ; // 一个抽象方法，没有方法体，在接口中省略了abstract
}

abstract class AbstractMessage { // 抽象类标识头加个Abstract，便于辨识
	public abstract void print() ; // 一个抽象方法，没有方法体
}

class MessageImpl extends AbstractMessage implements IMessage { // 接口的子类标识末尾加上Impl
	public String get() {
		return "覆写接口的方法" ;
	}
	public void print() { // 去abstract、加方法体
		System.out.println("覆写抽象类方法") ;
	}
}

public class TestDemo {
	public static void main(String args[]) {
		IMessage msg = new MessageImpl() ;
		System.out.println(msg.get()) ;
		// MessageImpl是抽象类和接口的共同子类，可以转型
		AbstractMessage amsg = (AbstractMessage)msg ;
		amsg.print() ;
	}
}

3、抽象类与接口间的实现

3.1、三重继承

一个抽象类可以使用implements实现多个接口，但是接口不能够去继承抽象类。

interface IMessage {······}
abstract class AbstractMessage implements IMessage { // 抽象类实现接口
	public abstract void print() ; // 本身就是抽象类，无需再覆写接口中的抽象方法
}

class MessageImpl extends AbstractMessage { // 通过继承实现接口的抽象类，子类也实现了接口
	public String get() {
		return "覆写接口的方法" ;
	}
	public void print() { // 去abstract、加方法体
		System.out.println("覆写抽象类方法") ;
	}
}
public class TestDemo {······}

可以看到与上一个程序达到完全相同的效果。
实际上，这段结构被称为三重继承。

3.2、假实现

范例：观察“假实现”

interface IMessage {
	public String get() ;
	public void print() ;
}

abstract class AbstractMessage implements IMessage {
	public void print() { // 重载IMessage中的print抽象方法
		System.out.println("假实现，抽象类覆写接口的print方法") ;
	}
}

/*
class MessageImpl extends AbstractMessage implements IMessage {}
这时如果按这句写，起到的作用是强调MessageImpl是IMEssafe的子类
但是这只是一个重复标记，功能与直接写 class MessageImpl extends AbstractMessage {}完全一致
*/
class MessageImpl extends AbstractMessage {
	public String get() {
		return "子类覆写接口的get方法" ;
	}
}
public class TestDemo {······}

可以看到，print方法被抽象类实现了，get方法被子类实现了。
下面进行正常三重继承与假实现流程分析：

这种加重结构描述的方法用于比较多的抽象类与方法的实现时，方便使用者捋清关系、看懂程序。

4、接口的继承

虽然接口不可以继承抽象类，但是一个接口可以使用extends关键字来继承多个父接口。

interface A {
	public void printA() ;
}

interface B {
	public void printB() ;
}

interface C extends A,B {
	public void printC() ;
}

class Impl implements C {
	public void printA() {}
	public void printB() {}
	public void printC() {}
}

public class TestDemo {
	public static void main(String args[]) {
	}
}

5、接口定义内部结构

接口可以定义一系列的内部结构，包括：内部普通类、内部抽象类、内部接口。其中，使用static定义的内部就扣就相当于外部接口。

• 作为对比：抽象类也分内部抽象类和外部抽象类，内部抽象类中可以使用static进行定义，描述为外部抽象类。

interface A {
	static interface B { // 使用了static定义，描述一个外部接口
		public void printB() ;
	}
}

class X implements A.B { // 实现内部接口
	public void printB() {}; // 覆写接口中的抽象方法
}

public class TestDemo {
	public static void main(String args[]) {
	}
}

与抽象类相同，这种内部接口的方法仍然不是编程时的首选。

70：接口的应用：定义标准

对于接口在实际的开发之中有三大核心应用环境：

• 定义操作标准；
• 表示能力；
• 在分布式开发之中暴露远程服务方法。

现在描述一个概念：要求电脑上可以使用任何的USB设备。

1、定义USB标准（by接口）

interface USB { // 忘了写IUSB，doesn't matter
	public void setUp() ; // 定义：需要先安装驱动
	public void operation() ; // 定义：正常工作
}

2、定义电脑类

class Computer { // 电脑只负责提供接口，不关心是哪些设备插入
	public void plugin(USB usb) { // 只能插入USB设备
		usb.setUp () ; // 所有设备都要安装驱动
		usb.operation () ; // 所有设备都要正常工作
	}
}

3、定义USB子类

class USBFlashDisk implements USB {
	public void setUp() {
		System.out.println("成功安装U盘驱动！") ;
	}
	public void operation() {
		System.out.println("进行数据传输！") ;
	}
}

class Printer implements USB {
	public void setUp() {
		System.out.println("成功安装打印机驱动！") ;
	}
	public void operation() {
		System.out.println("进行文档打印！") ;
	}
}

4、定义测试类

public class TestDemo {
	public static void main(String args[]) {
		Computer pc = new Computer() ;
/* 		USBFlashDisk udisk = new USBFlashDisk() ;
		Printer pri = new Printer() ;
		pc.plugin(udisk) ;
		pc.plugin(pri) ; */
		pc.plugin(new USBFlashDisk()) ;
		pc.plugin(new Printer()) ;
	}
}

把上述代码结合，成果满足要求：

5、总结

通过这段程序，我们可以发现使用接口和对象多态性的概念结合之后，对于参数的统一更加明确了。
而且可以发现，接口是在类之上的设计抽象。

73：抽象类与接口的区别

1、区别与联系

区别	抽象类	接口
关键字	abstract class 类名称 {}	interface 接口名称 {}
结构组成	抽象方法、普通方法、全局变量、全局常量、属性、构造方法	抽象方法、全局常量
权限	各种权限（理论上）	只有public访问权限
子类定义	extends继承抽象类	implements实现接口
关系	一个抽象类可以实现若干个接口	一个接口不能继承抽象类，但是可以使用extends继承多个父接口
子类限制	一个子类只能继承一个抽象类（单继承）	一个子类可以实现多个接口（多继承）
联系：抽象类和接口都可以有抽象方法，都不能被实例化，都是引用数据类型。

2、选择

接口与抽象类的选择：

• 当抽象类和接口都可以使用时，优先选择接口，因为其更为简洁、方便；
• 如果某个问题需要使用继承才可以解决，比如：子类除了需要实现父类的抽象方法之外，还需要从父类继承一些变量或一些重要的普通方法，就要用抽象类。
• 如果某个问题不需要继承，只是需要若干个类给出某些重要的抽象类方法的实现细节，就可以使用接口。

3、结构体的设计关系

我们已经学习的结构体：类、对象、抽象类、接口之间的关系可以用一张图描述：