精通Java接口的使用與原理
接口基礎知識
為什么需要接口
需求:要求實現(xiàn)防盜門的功能,門有“開”和“關”的功能,鎖有“上鎖”和“開鎖”功能。
分析:首先防盜門是一個門,它有一把鎖。按照之前學過的面向對象的思想,可以將門和鎖分別定義成抽象類。但是,不能讓防盜門在繼承們的同時又繼承鎖。原因有兩點:第一,防盜門不是鎖,不符合繼承中is a的關系,第二,Java只支持單繼承,如何解決這個問題呢?這時就要用到接口,可以將鎖定義為接口,讓防盜門繼承門,實現(xiàn)鎖的接口。那么什么是借口呢?它的特點又是什么呢?下面讓我們來學習一下。
什么是接口
在生活中,接口是一套規(guī)范,只要滿足這個規(guī)范的設備,就可以將它們組裝到一起,從而實現(xiàn)該設備的功能。
而在軟件中,接口同樣是一種規(guī)范和標準,它們可以約束類的行為,是一些方法特征的集合,但是沒有方法的實現(xiàn),從這個角度來講,接口可以看作一種特殊的“抽象類”,但是采用與抽象類完全不同的語法來表示,兩者的設計理念也是不同的,抽象類利于代碼的復用,接口利于代碼的擴展和維護。
接口的定義語法和類實現(xiàn)接口的語法
[修飾符] interface 接口名 extends 父接口1,父接口2,…{ //常量定義 //方法定義 } class 類名 extends 父類名 implements 接口1,接口2,…{ //類成員 }
接口說明
1.接口的命名規(guī)范和類相同。
2.接口中可以定義常量,不能定義變量。
3.接口中所有的方法都是抽象方法。
4.和抽象類一樣,接口也不能實例化,接口中不能有構造方法。
5.接口之間可以通過extends實現(xiàn)繼承關系,一個接口可以繼承多個接口,但接口不能繼承類。
6.接口的實現(xiàn)類必須實現(xiàn)接口的全部方法,否則必須定義為抽象類。
下面就使用Java接口來模擬生活中的USB接口
//先定義USB接口,通過service()方法提供服務 /* * USB接口 */ public interface UsbInterFace { /* * USB接口提供服務 */ void service(); } //定義U盤類,實現(xiàn)USB接口中的service()方法,進行數(shù)據(jù)傳輸 /* * U盤 */ public class UDisk implements UsbInterFace{ public void service(){ System.out.println("連接USB口,開始傳輸數(shù)據(jù)"); } } //定義USB風扇類,實現(xiàn)USB接口中的service()方法,獲得電流使風扇轉動 /* * USB風扇 */ public class UsbFan implements UsbInterFace{ public void service(){ System.out.println("連接USB口,獲得電流,風扇開始轉動"); } } //編寫測試類,實現(xiàn)U盤傳輸數(shù)據(jù),使USB風扇轉動 /* * 測試類 */ public class Test { public static void main(String[] args) { //1.U盤 UsbInterFace uDisk=new UDisk(); uDisk.service(); //2.USB風扇 UsbInterFace usbFan=new UsbFan(); usbFan.service(); } }
運行結果:
通過該示例我們學習了如何定義接口和實現(xiàn)接口,這些技能在后面的學習中將會被反復用到。
接口表示一種能力
使用接口實現(xiàn)防盜門功能
通過上面的代碼,我們已經(jīng)了解Java接口的語法和規(guī)則,現(xiàn)在就使用借口來實現(xiàn)防盜門功能
//定義Door類,具有開和關的功能 /* * 門 */ public abstract class Door { public abstract void open();//開 public abstract void close();//關 } //定義Lock接口,具備上鎖和開鎖的功能 /* * 鎖,接口 */ public interface Lock { void lockUp();//上鎖 void openLock();//開鎖 } //定義TheftproofDoor類,繼承Door類,實現(xiàn)Lock接口 * * 防盜門類 */ public class TheftproofDoor extends Door implements Lock,DoorBell{ public void lockUp() { System.out.println("插進鑰匙,向左旋轉鑰匙三圈,鎖上了,拔出鑰匙"); } public void openLock(){ System.out.println("插進鑰匙,向右旋轉鑰匙三圈,鎖打開了,拔出鑰匙"); } public void open(){ System.out.println("用力推,門打開了"); } public void close(){ System.out.println("輕輕拉門,門關上了"); } } //編寫測試類,實現(xiàn)防盜門的關門,開門,上鎖,開鎖的功能 /* * 測試類 */ public class DoorTest { public static void main(String[] args) { TheftproofDoor tfd=new TheftproofDoor(); tfd.close();//關門 tfd.lockUp();//上鎖 tfd.takePictures();//來訪客人拍照存儲 tfd.openLock();//開鎖 tfd.open();//開門 } }
運行結果:
通過上面的案例我們了解了接口表示一種能力,一個類實現(xiàn)了某個接口,就表示這個類具備了某種能力,那我們就為防盜門增加一個拍照存檔的功能,當主人不在家有客人來訪時便會自動拍照存儲。
/* * 門鈴接口 */ public interface DoorBell { void takePictures();//鈴響拍照存檔功能 } //為防盜門增加門鈴功能 /* * 防盜門類 */ public class TheftproofDoor extends Door implements Lock,DoorBell{ //省略其他實現(xiàn)方法 public void takePictures(){ System.out.println("鈴......咔嚓......照片已存儲"); } } //修改測試類,代碼如下: /* * 測試類 */ public class DoorTest { public static void main(String[] args) { TheftproofDoor tfd=new TheftproofDoor(); tfd.close();//關門 tfd.lockUp();//上鎖 tfd.takePictures();//來訪客人拍照存儲 tfd.openLock();//開鎖 tfd.open();//開門 } }
運行結果:
接口表示一種約定
使用接口實現(xiàn)打印機打印功能
需求:要求實現(xiàn)打印機打印功能。打印機的墨盒可能是彩色的,也可能是黑白的,所有的紙張可以有很多類型。
代碼如下:
//定義墨盒接口InkBox,約定墨盒有顏色 /* * 墨盒接口 */ public interface InkBox { /* * 得到墨盒顏色 */ public String getColor(); } //定義紙張接口Paper,約定紙張有大小 /* * 紙張接口 */ public interface Paper { /* * 得到紙張大小 */ public String getSize(); } //定義打印機類,引用墨盒接口,紙張接口實現(xiàn)打印功能 /* * 打印機類 */ public class Printer { InkBox inkBox;//墨盒 Paper paper;//紙張 /* * 設置打印機墨盒 */ public void setInkBox(InkBox inkBox){ this.inkBox=inkBox; } /* * 設置打印機紙張 */ public void setPaper(Paper paper){ this.paper=paper; } /* * 使用墨盒在紙張上打印 */ public void print(){ System.out.println("使用"+inkBox.getColor()+"墨盒在"+paper.getSize()+"紙張上打印"); } } //墨盒廠商按照InkBox接口實現(xiàn)ColorInkbox類和GrayInkBox類 /* * 彩色墨盒 */ public class ColorInkBox implements InkBox{ public String getColor(){ return "彩色"; } } /* * 墨色墨盒 */ public class GrayInkBox implements InkBox{ public String getColor(){ return "黑色"; } } /* * 墨色墨盒 */ public class GrayInkBox implements InkBox{ public String getColor(){ return "黑色"; } } /* * 墨色墨盒 */ public class GrayInkBox implements InkBox{ public String getColor(){ return "黑色"; } } //紙張廠商按照Paper接口實現(xiàn)A4Paper類和B5Paper類 public class A4Paper implements Paper{ public String getSize(){ return "A4"; } } public class B5Paper implements Paper{ public String getSize(){ return "B5"; } } //“組裝”打印機,讓打印機通過不同的墨盒和紙張實現(xiàn)打印 public class TestInkBox { public static void main(String[] args) { //1.定義打印機 InkBox inkBox=null; Paper paper=null; Printer printer=new Printer(); //2.使用黑白墨盒在A4紙上打印 inkBox=new GrayInkBox(); paper=new A4Paper(); printer.setInkBox(inkBox); printer.setPaper(paper); printer.print(); 3.使用彩色墨盒在B5紙上打印 inkBox=new ColorInkBox(); paper=new B5Paper(); printer.setInkBox(inkBox); printer.setPaper(paper); printer.print(); //4.使用彩色墨盒在A4紙上打印 paper=new A4Paper(); printer.setPaper(paper); printer.print(); } }
運行結果:
在C#中使用接口
使用C#實現(xiàn)打印功能
語法
[修飾符] interface 接口名:父接口1,父接口2,…{ 屬性定義 方法定義 } class 類名:父類名,接口1,接口2,…{}
c#接口說明
1.接口之間可以通過“:”來實現(xiàn)繼承關系,一個接口可以繼承多個接口,但接口不能繼承類。類只能繼承一個父類,但可以實現(xiàn)多個接口,使用“:”來繼承類并實現(xiàn)接口
2.接口定義零個或多個成員,成員主要是方法,屬性和索引器。借口中不能包含常量,變量和構造方法,也不能包含任何靜態(tài)成員。
3.接口成員訪問權限是public,定義接口時顯式指定任何修飾符都是非法的。
4.按照慣例,c#中接口的名稱以大寫字母“I”開頭。
下面用c#實現(xiàn)打印機案例,通過對比其中的一同,更好的掌握接口在兩種語法中的應用。
namespace InterfaceDemo { public interface InkBox { string Color { get; } } public interface Paper { string Size { get; } } class Printer { InkBox inkBox;//墨盒 public InkBox InkBox { set { inkBox = value; } } Paper paper;//紙張 public Paper Paper { set { paper = value; } } public void print() { Console.WriteLine("使用" + inkBox.Color + "墨盒在" + paper.Size + "紙上打印"); } } public class ColorInkBox: InkBox { public string Color { get { return "彩色"; } } } public class GrayInkBox: InkBox { public string Color { get { return "黑白"; } } } public class A4Paper : Paper { public string Size { get { return "A4"; } } } public class B5Paper : Paper { public string Size { get { return "B5"; } } } public class Program { static void Main(string[] args) { InkBox inkBox = null; Paper paper = null; Printer printer = new Printer(); inkBox = new GrayInkBox(); paper = new A4Paper(); printer.InkBox = inkBox; printer.Paper = paper; printer.print(); inkBox = new ColorInkBox(); paper = new B5Paper(); printer.InkBox = inkBox; printer.Paper = paper; printer.print(); paper = new A4Paper(); printer.Paper = paper; printer.print(); Console.ReadLine(); } } }
運行結果:
在Java與c#兩種語言中,接口具有以下區(qū)別
1.Java中通過extends來繼承父接口,類通過implements實現(xiàn)接口;c#中通過":"來實現(xiàn)這兩個功能。
2.Java接口中的成員變量都是常量,自動用public static final修飾;c#接口中不允許存在成員變量,但可以有屬性。
3.Java接口中屬性和方法都可以用public修飾;c#中默認用public,但不允許顯式使用public修飾。
4.Java接口中可以定義靜態(tài)變量和方法;c#接口中不允許包含任何靜態(tài)成員。
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