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【Java】接口详解

作者：码创造者 | 2024-06-30 14:59:45

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【Java】接口详解

接口是抽象类的更进一步. 抽象类中还可以包含非抽象方法, 和字段. 而接口中包含的方法都是抽象方法, 字段只能包含静态常量。

一个简单的接口代码示例


interface IShape {
void draw();
}
class Cycle implements IShape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("○");
}
}
public class Data {
public static void main(String[] args) {
IShape shape = new Rect();
shape.draw();
}
}

定义接口的注意事项：

使用 interface 定义一个接口
接口中的方法一定是抽象方法, 因此可以省略 abstract
接口中的方法一定是 public, 因此可以省略 public
Cycle 使用 implements 继承接口. 此时表达的含义不再是 "扩展", 而是 "实现"
在调用的时候同样可以创建一个接口的引用, 对应到一个子类的实例.
接口不能单独被实例化

定义一个完整的接口是这样的：

interface Ishape{

public static final int num = 10;

public abstruct void draw();

}

但是严格来说我们在定义一个接口的时候通常会省略 public static final 和 public abstruct ，在我们定义接口的时候里面的变量和方法会自动加上。

省略之后的写法：

interface Ishape{

int num = 10;

void draw();

}

实现多个接口

有的时候我们需要让一个类同时继承自多个父类. 这件事情在有些编程语言通过多继承的方式来实现的.然而 Java 中只支持单继承, 一个类只能 extends 一个父类. 但是可以同时实现多个接口, 也能达到多继承类似的效果。

代码示例：


interface Ifly{
    void fly();
}
interface Irunning{
    void running();
}
interface Iswimming{
    void swimming();
}
abstract class Animal{
    public String name;
    public int age;
    public Animal(String name,int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    abstract public void eat();
}
class Dog extends Animal implements Iswimming , Irunning{
 
    public Dog(String name,int age){
        super(name,age);
    }
 
    @Override
    public void running() {
        System.out.println(this.name + "正在跑");
    }
 
    @Override
    public void swimming() {
        System.out.println(this.name + "正在游泳");
    }
 
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println(this.name + "正在吃狗粮");
    }
}
 
public class Data{
    public static void test1(Animal animal){
        animal.eat();
    }
    public static void test2(Ifly ifly){
        ifly.fly();
    }
    public static void test3(Iswimming iswimming){
        iswimming.swimming();
    }
    public static void test4(Irunning irunning){
        irunning.running();
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        test1(new Dog("小黄" ,20));
        test3(new Dog("小黄" ,20));
        test4(new Dog("小黄" ,20));
    }
}

上面的代码展示了 Java 面向对象编程中最常见的用法: 一个类继承一个父类, 同时实现多种接口。

在这个代码中我们定义了三个接口：Ifly 、Irunning 、Iswimming 。一个抽象类：Animal 。然后定义了一个类来继承这个抽象类并且实现了两个接口。

上述代码运行结果：

接口的常见使用案例

Comparable接口

给对象数组排序

代码示例：


class Student implements Comparable<Student>{
    private String name;
    private int score;
    public Student(String name, int score) {
        this.name = name;
        this.score = score;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "[" + this.name + ":" + this.score + "]";
    }
 
    @Override
    public int compareTo(Student o) {
        return this.score - o.score;
    }
}
public class Data{
    public static void main(String[] args) {
        Student[] student = {
                new Student("小明",87),
                new Student("小黄",94),
                new Student("小李",89)};
        Arrays.sort(student);
        System.out.println(Arrays.toString(student));
    }
}

在这个代码中我们定义了一个 Student 类：

class Student {
private String name;
private int score;
public Student(String name, int score) {
this.name = name;
this.score = score;
}
@Override
public String toString() {
return "[" + this.name + ":" + this.score + "]";
}
}

然后用这个类创建了一个数组：

Student[] student = {
        new Student("小明",87),
        new Student("小黄",94),
        new Student("小李",89)};

接着我们给 Student 类实现接口 Comparable<Student> ，这样我们就可以给该类实例化的成员进行比较大小。

上述代码的运行结果：

注意事项: 对于 sort 方法来说, 需要传入的数组的每个对象都是 "可比较" 的, 需要具备 compareTo 这样的能力. 通过重写 compareTo 方法的方式, 就可以定义比较规则。

Comparator接口

另外一种比较一个类的两个实例的方法：

代码示例：


class Person implements Comparable<Person>{
    public String name;
    public int age;
 
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
 
    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
 
    @Override
    public int compareTo(Person o) {
        return this.age - o.age;
    }
}
class AgeComparator implements Comparator<Person>{
 
    @Override
    public int compare(Person o1, Person o2) {
        return o1.age - o2.age;
    }
}
class NameComparator implements Comparator<Person>{
 
    @Override
    public int compare(Person o1, Person o2) {
        return o1.name.compareTo(o2.name);
    }
}
public class Data{
    public static void main(String[] args) {
        Person p1 = new Person("小明",20);
        Person p2 = new Person("小黄",30);
        System.out.println(p1.compareTo(p2));
        AgeComparator agecomparator = new AgeComparator();
        System.out.println(agecomparator.compare(p1,p2));
        NameComparator namecomparator = new NameComparator();
        namecomparator.compare(p1,p2);
    }
}

在这个代码中我们为了进行比较，额外创建了一个类来实现 Comparator 接口并且在该类里面重写 compare 方法。

Clonable 接口

浅拷贝 VS 深拷贝

浅拷贝示例

代码示例：


class Person implements Cloneable{
    public int age;
    public Person(int age) {
        this.age = age;
    }
 
    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "age=" + age +
                '}';
    }
 
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}
public class Data{
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Person p1 = new Person(20);
        Person p2 = (Person)p1.clone();
        System.out.println(p1);
        System.out.println(p2);
    }
}

这里我们定义了一个类 Person 并且实现了接口 Cloneable 重写了方法 clone 。在测试类中我们将 p1 里面的内容拷贝到了 p2 里面。

代码运行结果：

接着我们再定义一个 Money 类：

class Money{
    public double money = 19.9;
}

并且在 Person 类中使用这个类：

class Person implements Cloneable{
    public int age;
    public Money m = new Money();
    public Person(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "age=" + age +
                '}';
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

接着我们再进行拷贝，将 p1 里面的内容拷贝到 p2 里面，然后我们改变 p2 里面的内容，并且将其输出：

很快我们就能看出一个问题：改变 p2 里面的内容，而 p1 里面的内容也跟着改变了呢？

接着我们引入深拷贝的理念：

深拷贝示例

代码示例：


class Money implements Cloneable{
    public double money = 19.9;
 
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}
class Person implements Cloneable{
    public int age;
    public Money m = new Money();
    public Person(int age) {
        this.age = age;
    }
 
    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "age=" + age +
                '}';
    }
 
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Person tmp = (Person)super.clone();
        tmp.m = (Money)this.m.clone();
        return tmp;
    }
}
public class Data{
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Person p1 = new Person(20);
        Person p2 = (Person)p1.clone();
        System.out.println(p1.m.money);
        System.out.println(p2.m.money);
        p2.m.money = 99.9;
        System.out.println(p1.m.money);
        System.out.println(p2.m.money);
    }
}

运行结果：

我们发现我们刚刚提出的问题被解决了。

这里我们改变了两个地方：

1、将 Money 类也实现 Clonable 接口重写 clone 方法，将其具备能被拷贝的能力。

class Money implements Cloneable{
    public double money = 19.9;

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

2、重写 Person 类里面的 clone 方法。

protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
    Person tmp = (Person)super.clone();
    tmp.m = (Money)this.m.clone();
    return tmp;
}

接口间的继承

接口可以继承一个接口, 达到复用的效果. 使用 extends 关键字。


interface IRunning {
    void run();
}
interface ISwimming {
    void swim();
}
interface IAmphibious extends IRunning, ISwimming {
    void eat();
}

接口间的继承相当于把多个接口合并在一起。这里我们定义接口 Iamphibious 来继承了接口 IRunning 和接口 ISwimming 。这样该接口就有了另外两个接口里面的抽象方法，并且该接口也可以定义另外的抽象方法。

总结

抽象类与接口的区别：

核心区别: 抽象类中可以包含普通方法和普通字段, 这样的普通方法和字段可以被子类直接使用(不必重写), 而接口中不能包含普通方法, 子类必须重写所有的抽象方法。

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