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Java面向对象（高级）-- 接口(interface)_java接口对象

作者：Guff_9hys | 2024-06-30 15:16:32

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java接口对象

文章目录

一、概念

（1）引入

从三条主线的角度来说的话，这儿属于第三条主线，叫做interface关键字的使用。

从另外一个角度来说的话，它是跟类并列的一个结构，这样讲的话，它的地位一下子就提升了。

可以看一下API。

比如说就看一下这个long包下的base。这些结构里边，我们再来看一下这个long包：

image.png

可以看到Interface和Class是并列的结构：

image.png

平常新建java文件的时候，也可以看到类与接口：

image.png

那这个接口到底是一个什么样的结构？跟类并列的是吧？前面我们讲的面向对象特征说类里边都能声明什么，其实都是类的，这个体系跟接口没关系。

（2）类比

生活中大家每天都在用USB接口，那么USB接口与我们今天要学习的接口有什么相同点呢？

USB，（Universal Serial Bus，通用串行总线）是Intel公司开发的总线架构，使得在计算机上添加串行设备（鼠标、键盘、打印机、扫描仪、摄像头、充电器、MP3机、手机、数码相机、移动硬盘等）非常容易。

其实，不管是电脑上的USB插口，还是其他设备上的USB插口都只是遵循了USB规范的一种具体设备而已。

image.png

只要设备遵循USB规范的，那么就可以与电脑互联，并正常通信。至于这个设备、电脑是哪个厂家制造的，内部是如何实现的，我们都无需关心。

Java的软件系统会有很多模块组成，那么各个模块之间也应该采用这种面向接口的低耦合，为系统提供更好的可扩展性和可维护性。

接口用interface这个关键字去修饰，就好比类用class来修饰是一样的。首先，要想理解接口，我们先跟生活中的一个例子做一个类比。

生活当中，我们通常提到这个USB，通常就会说USB接口。其实这块呢，就提到了接口这个词，那么这个USB接口跟我们现在讲的这个接口是不是一个概念呢？其实还真可以理解成就是一个概念。

生活当中，大家每天都在用USB接口，首先看USB，它叫通用串行总线。在电脑上，有一个或者有多个USB的接口，我们就可以跟很多外部设备进行连接了。

连接上以后的话，跟电脑就可以进行数据的传输了，这就是我们所谓的USB接口，你会发现全世界的USB接口的标准都是一样的。
比如说里边有几个金属点啊，这个尺寸是什么样子的，全都是一样的，所以我们都可以去做连接。

那么这其实就涉及到了一个USB的规范问题。具体的，不管是英特尔也好，或者它又交给了哪个组织也好，这个组织的话，就来负责制定USB的这个规范。

这个规范呢，咱们作为普通人，能够看到的就是一个长啊宽啊，或者里边有几个金属点（进行数据传输），这都是面儿上能看到的。
那没有看到，其实里边，就会涉及到很多功能的一些规范。

然后要求所有的外部设备，都应该具备相关的一些功能，比如说一连接上电脑以后能够进行，比如电脑对外开放了USB，连接上它以后，首先有提示“可以进行数据传输”了，包括所有的外部设备，我们最后不用的时候，这块儿有对应的弹出。

传输的时候，都会有相应的一些方法的支持。像这些的话，其实都是一些对应的规范，这个规范，在USB这个规范里面，它就定义好了。要求这些外部设备都得去实现。

其实这里边，提到这个USB接口就是我们现在要讲的这样的一种接口的概念，其实是类似的。
那我们这块儿来看一看JAVA当中这个接口是什么意思，回头让大家比对一下，你就知道，其实确实差不多。

（3）举例

接口就是规范，定义的是一组规则，体现了现实世界中“如果你是/要…则必须能…”的思想。继承是一个"是不是"的is-a关系，而接口实现则是 "能不能"的has-a关系。

1. 举例1

电脑都预留了可以插入USB设备的USB接口，USB接口具备基本的数据传输的开启功能和关闭功能。你能不能用USB进行连接，或是否具备USB通信功能，就看你能否遵循USB接口规范。
image.png

比如说图中这个电脑，一个相机、打印机，或者这个U盘，现在想跟电脑进行数据库的传输。

那么，你现在是有没有啊？你要是想进行数据传输了，你能不能有这样的一个规范，这样一个标准呢去遵循呢？如果你遵循了这样的标准了，那我就让你跟电脑进行数据传输；你要没有遵循这个标准，我就不让你进行数据的传输。

所以这个标准的话，就体现为JAVA层面的一个接口，就是可以定义一个接口，假设就叫USB。然后要求、几个设备都得遵循这个规范，这个遵循怎么体现呢？

注意不是继承了，不能说这个打印机的父类是一个USB是吧？那这时候就涉及到类和这个USB接口之间的关系，我们称为实现关系。一旦实现了这个USB接口，它就具备了这个规范里边定义的一些功能。

2. 举例2

再比如说这里，篮球运动员、足球运动员，大学生、小学生。篮球足球他们继承于叫运动员的类，学生这块儿继承学生类，这个是现有的继承关系。
image.png

现在有一个叫学英语这样的一个接口，这个接口它封装了一定的功能，或者说这个接口定义了学英语的一些规范。

比如说让足球运动员，大学生，不管是谁，如果你们想学英语，想遵循这样的一个接口的规范，你就实现这个接口就可以了。这是我们用的这个关系叫实现。

实现以后，足球运动员和大学生，他们就能够去学英语了。父类该是谁还是谁，不受影响。

3. 举例3

再比如，看下面的图：
image.png

这个飞机也好，子弹也好，风筝也好，热气球也好，这块儿都是不同场景的具体的类。

这呢，我们只考虑实现的关系。

现在呢，有一个接口，它表示的就是可以飞这样的功能，或者叫规范，我们定义到这个接口里了。

然后你发现飞机也好，子弹也好，风筝也好，热气球，它们都可以飞，那我就可以让它们去实现这个接口。或者换句话说，当你实现这个接口以后，体现为就是你们可以飞了。

然后这还有一个接口叫攻击性，其实可以看到这里都不是名词了，以前讲父类的话，其实都是一个具体的载体，是一个名词，现在都是一种功能的封装。

这个子弹具备攻击性，那我就让子弹也实现这个接口，实现这个接口以后，它就具备了这样的一个功能。

所以从这个角度来讲呢，实现接口跟上一个例子继承的父类，它确实是不同场景。

4. 举例4

刚才提到了规范的问题，只要你实现了这个规范，你就具备这个规范里边定义的一些相关的功能。

那么关于规范这个事儿，再唠叨两句，怎么体现叫规范呢？

刚才我们也说了，USB呢是定义了跟电脑通信的一种规范。谁实现了这个规范，谁就能够跟电脑进行数据传输。
这块呢又举了个例子。

这个例子的话，是在讲完这个java基础以后，大家可以学的一门技术，叫做jdbc，什么叫jdbc呢？它实际上是一波api。说白了就是一些类库，这个类库里边，主要的就是接口。

那这个接口是干什么用的呢？它就是规范了我们用JAVA程序操作不同数据库的一组规范。

以前的话，比如没有JDBC，直接用JAVA程序去操作具体的数据库就可以了，但是这样写程序的话，会不具备通用性。像MySQL跟Oracle是不同的数据库，可能这个细节差别很大，你用JAVA程序连的MySQL，再拿这个代码去连Oracle肯定不好使。所以需要重新再去写一套代码去连Oracle，包括这个DB2也同样的道理。

显然就感觉一致性很差，怎么办呢？现在Sun公司他出面定一套标准，这套标准呢，就是有好多的接口，那么这套标准合在一起就叫做JDBC，所以对于JAVA程序员来讲，你不要去面向具体的数据库去编程了，你只面向我这套接口编程就行。需要具备什么样功能，我这都定义好了，你直接去实现我这个接口，实现完以后的话，再去提供下边这些实现类。

因为是面向接口编程的，它封装了不同数据库厂商的细节。

比如现在操作的是Oracle，后期想改成MySQL，其实这块儿呢，非常简单，因为不同的数据库厂商都针对这套接口，就是这个标准进行了相关的一些改造了，都满足这套标准了。然后在连接MySQL的时候，这个代码其实变动很小，直接就可以来操作MySQL。

这就使得代码具备很好的移植性。

这就体现了接口它的作用，它就是一套规范。
image.png

Java程序是否能够连接使用某种数据库产品，那么要看该数据库产品能否实现Java设计的JDBC规范。

接口的本质是契约、标准、规范，就像我们的法律一样。制定好后大家都要遵守。

比如制定了JDBC这样一套规范，里边主要是接口大，大家都遵循这套接口和规范。那我们再去编程的时候，这个代码就具备一致性、规范性。

USB也同样道理，全世界范围内USB的标准全是一样的，大家都去遵守。你去欧洲买USB的一个设备插到你电脑上照样也能用，因为这个标准都是一样的。

（4） 定义格式及重点举例

接口的定义，它与定义类方式相似，但是使用 interface 关键字。它也会被编译成.class文件，但一定要明确它并不是类，而是另外一种引用数据类型。

引用数据类型：数组，类，枚举，接口，注解。

1. 接口的声明格式

[修饰符] interface 接口名{
    //接口的成员列表：
    // 公共的静态常量
    // 公共的抽象方法
    
    // 公共的默认方法（JDK1.8以上）
    // 公共的静态方法（JDK1.8以上）
    // 私有方法（JDK1.9以上）
}

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示例代码：

package com.atguigu.interfacetype;

public interface USB3{
    //静态常量
    long MAX_SPEED = 500*1024*1024;//500MB/s

    //抽象方法
    void in();
    void out();

    //默认方法
    default void start(){
        System.out.println("开始");
    }
    default void stop(){
        System.out.println("结束");
    }

    //静态方法
    static void show(){
        System.out.println("USB 3.0可以同步全速地进行读写操作");
    }
}

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2. 接口的成员说明

①在JDK8.0 之前，接口中只允许出现：

（1）公共的静态的常量：其中public static final可以省略

（2）公共的抽象的方法：其中public abstract可以省略

理解：接口是从多个相似类中抽象出来的规范，不需要提供具体实现

②在JDK8.0 时，接口中允许声明默认方法和静态方法：

（3）公共的默认的方法：其中public 可以省略，建议保留，但是default不能省略

（4）公共的静态的方法：其中public 可以省略，建议保留，但是static不能省略

③在JDK9.0 时，接口又增加了：

（5）私有方法

除此之外，接口中没有构造器，没有初始化块，因为接口中没有成员变量需要动态初始化。

3. 接口内部结构的说明

<1> 接口的理解：接口的本质是契约、标准、规范，就像我们的法律一样。制定好后大家都要遵守。

<2> 定义接口的关键字：interface

<3> 接口内部结构的说明：

  • 可以声明：

    • 属性：必须使用public static final修饰（全局常量–不能改），不能声明变量。

    • 方法：

      • jdk8之前：声明抽象方法，修饰为public abstract
      • jdk8：声明静态方法、默认方法（自己用的少，一般源码会用）
      • jdk9：声明私有方法（自己用的少，一般源码会用）

  • 不可以声明：构造器、代码块等（接口跟抽象类一样也不能造对象，接口压根没有构造器）

4. 举例

image.png

4.1 举例1–接口

①属性

public class InterfaceTest {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Flyable.MIN_SPEED);  //可以直接拿结构调用

        System.out.println(Flyable.MAX_SPEED);  //就算MAX_SPEED前面没有写static，也可以调用

        //Flyable.MAX_SPEED=7000;   //报错，MAX_SPEED是常量
    }
}

interface Flyable{  //接口
    //1.全局常量
    public static final int MIN_SPEED=0;      //能飞行的最低速度

    //public static final可以不写
    int MAX_SPEED=7900;   //能飞行的最高速度

}

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final体现也可以证明，比如修改它的值，会报错，如下：

image.png

由于属性一般有 public static final 声明，所以可以省略。

②方法

interface Flyable{  //接口

    //2.方法（JDK8之前，只能写抽象方法）
    //可以省略 public abstract 声明
    public abstract void fly();

}

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由于抽象方法一般都有 public abstract声明，所以可以省略。

4.2 举例2–类实现接口

再比如“攻击性”。

interface Attackable{   //接口
    public abstract void attack();
}

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现在来提供具体接口的实现类。

类实现接口之后，接口里面的属性、方法也都拿过来了。

class Plane implements Flyable{

}

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目前会报错，如下：

image.png

报错的原因是因为接口的抽象方法，两方面处理，要么写成一个抽象类，要么就将抽象方法实现以下。

比如：

//方法一、抽象类
abstract class Plane implements Flyable{

}

//方法二、重写抽象方法
class Bullet implements Flyable{

    @Override
    public void fly() {

    }
}

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若将抽象方法实现了，相对应就可以实例化了。

我们也可以实现两个接口，同样会拥有它们所有的抽象方法，都需要重写，比如：

//重写抽象方法
class Bullet implements Flyable,Attackable{

    @Override
    public void fly() {

    }

    @Override
    public void attack() {

    }
}

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那么后续操作就和以前一样了，比如可以通过类造对象并调方法。比如：

package yuyi01;

/**
 * ClassName: InterfaceTest
 * Package: yuyi01
 * Description:
 *
 * @Author 雨翼轻尘
 * @Create 2023/11/26 0026 9:22
 */
public class InterfaceTest {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Flyable.MIN_SPEED);  //可以直接拿结构调用

        System.out.println(Flyable.MAX_SPEED);  //就算MAX_SPEED前面没有写static，也可以调用

        //Flyable.MAX_SPEED=7000;   //报错，MAX_SPEED是常量

        Bullet b1=new Bullet();
        b1.fly();
        b1.attack();
    }
}

interface Flyable{  //接口
    //1.全局常量
    public static final int MIN_SPEED=0;      //能飞行的最低速度

    //public static final可以不写
    int MAX_SPEED=7900;   //能飞行的最高速度


    //2.方法（JDK8之前，只能写抽象方法）
    //可以省略 public abstract 声明
    public abstract void fly();

}

interface Attackable{   //接口
    public abstract void attack();
}

//抽象类
abstract class Plane implements Flyable{

}

//重写抽象方法
class Bullet implements Flyable,Attackable{

    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("让子弹飞一下");
    }

    @Override
    public void attack() {
        System.out.println("子弹可以击穿石头");
    }
}

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