Java语言提供了一种接口(interface)机制。这种接口机制使Java的面向对象编程变得更加灵活。我们可以用接口来定义一个类的表现形式,但接口不能包含任何实现。在《Thinking in Java》一书中,作者对接口有这样的描述:“接口(interface)比抽象(abstract)的概念更进了一步。你可以把一个接口看成是一个纯的抽象类。”我认为作者对接口的这一解释再准确不过了。
理解并用好接口机制将帮助我们更好的掌握Java这种面向对象的编程语言。下面我们来讨论一下接口的使用规则以及相关的应用。
一、接口的定义及实现
定义接口和定义类相似,只是要把class关键字换为interface。定义方法时只需要方法名,返回类型和参数列表,不能有方法体。接口中可以定义字段,这些字段都被暗指为static和final,因此应该根据需要先定好这些字段的值。例如:
public interface Flyable {
void fly();
} public interface Talkable {
void talk();
} public interface Message {
int MAX_SIZE = 4096;
String getMessage();
}
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上面定义的几个接口中,Flyable和Talkable只定义了一个方法,而Message里除了方法外还有一个字段MAX_SIZE。可以看出这些接口只定义了类的表现形式,而不包含任何实现,所以不能直接使用。要使用这些接口就需要有相应的类去实现它们。实现接口时应该先在类名后用implements关键字申明将要实现的接口,如果要实现多个接口,应该用逗号将它们隔开,然后一一实现这些接口中定义的方法。如下面的例子:
public class Parrot implements Flyable, Talkable {
public void fly() {
System.out.println("Flying like a parrot…");
} public void talk() {
System.out.println("Hello! I am a parrot!");
}
} public class TextMessage implements Message {
String message;
public void setMessage(String msg) {
message = msg;
if (message.length() > MAX_SIZE)
message = message.substring(0, MAX_SIZE);
} public String getMessage() {
return message;
}
}
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在Parrot(鹦鹉)例子中,我们用接口Flyable来表示飞行能力,Talkable表示说话能力,但它们并不包含具体实现。而Parrot同时具有这两种能力,所以我们为Parrot类同时实现了Flyable和Talkable这两个接口。同样我们还可以定义一个Swallow(燕子)类,但燕子只有飞行能力,所以我们只需要为Swallow实现Flyable就行了。因为它们各自的的飞行方法有所不同,所以它们有各自关于飞行的具体实现。
另外,正因为一个类可以同时实现多个接口,使得Java的面向对象特性变得非常灵活。运用这种特性,我们可以实现类似C++语言中多继承那样的特性,甚至更灵活的一些特性。下面我们来讨论一下接口在实际中的应用。
二、用接口来定义一些全局变量
因为接口内的字段都是static和final的,所以我们可以很方便的利用这一点来创建一些常量。例如:
public interface Const
ants {
String ROOT = "/root";
int MAX_COUNT = 200;
int MIN_COUNT = 100;
}
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在使用时可以直接用Constants.ROOT这样的形式来引用其中的常量。我们还可以用下面这种方法来创建初始值不确定的常量。
public interface RandomColor {
int red = Math.random() * 255;
int green = Math.random() * 255;
int blue = Math.random() * 255;
}
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其中red、green和blue的值会在第一次被访问时建立,然后保持不变。
三、用接口来定义基本数据结构
在设计一套软件系统的初期,我们可以用接口来对一些基本数据元素的特性来进行一些描述,再根据需要进行不同的实现。请大家看看下面这个例子:
public interface User {
int getAge();
String getName();
String getPassword();
} public class XMLUser implements User {
// 这里用XML技术实现User接口中的方法
public int getAge() { ... }
public String getName() { ... }
public String getPassword() { ... }
} public abstract class UserFactory {
public static UserFactory getUserFactory() {
return new XMLUserFactory();
} public User getUser(String name);
public User getAdmin();
public User createUser(String name, String password, int age);
public void addUser(User user);
public void delUser(User user);
} public class XMLUserFactory extends UserFactory {
// 这里用XML技术实现的UserFactory的抽象方法
}
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在这个例子中,我们定义了一个接口User和一个抽象类UserFactory。然后我们用XML技术实现这两个类。可以看出,我们只需要从用UserFactory的getUserFactory()就可以得到一个UserFactory的实例,而不用去考虑这个实例的具体实现方法。通过UserFactory的这个实例我们还可以直接得到User的实例,也不用去考具体的实现方法。