【Java學習筆記之二十二】解析接口在Java繼承中的用法及實例分析
一、定義
Java接口（Interface），是一系列方法的聲明，是一些方法特征的集合，一個接口只有方法的特征沒有方法的實現，因此這些方法可以在不同的地方被不同的類實現，而這些實現可以具有不同的行為（功能）。
接口定義的一般形式為：
[訪問控制符]interface <接口名> {
類型標識符final 符號常量名n = 常數；
返回值類型 方法名([參數列表]);
…
}
二、接口的特點
1、Java接口中的成員變量默認都是public,static,final類型的(都可省略),必須被顯示初始化,即接口中的成員變量為常量(大寫,單詞之間用"_"分隔)
2、Java接口中的方法默認都是public,abstract類型的(都可省略),沒有方法體,不能被實例化
3、Java接口中只能包含public,static,final類型的成員變量和public,abstract類型的成員方法
4、接口中沒有構造方法,不能被實例化
5、一個接口不能實現(implements)另一個接口,但它可以繼承多個其它的接口
6、Java接口必須通過類來實現它的抽象方法
7、當類實現了某個Java接口時,它必須實現接口中的所有抽象方法,否則這個類必須聲明為抽象類
8、不允許創建接口的實例(實例化),但允許定義接口類型的引用變量,該引用變量引用實現了這個接口的類的實例
9、一個類只能繼承一個直接的父類,但可以實現多個接口,間接的實現了多繼承.
三、接口的用法
1、精簡程序結構，免除重復定義
比如，有兩個及上的的類擁有相同的方法，但是實現功能不一樣，就可以定義一個接口，將這個方法提煉出來，在需要使用該方法的類中去實現，就免除了多個類定義系統方法的麻煩。
舉例：鳥類和昆蟲類都具有飛行的功能，這個功能是相同的，但是其它功能是不同的，在程序實現的過程中，就可以定義一個接口，專門描述飛行。
下圖是分別定義鳥類和昆蟲類，其都有飛行的方法。
下圖定義了接口，其類圖如下：
實現代碼如下：
1 interface Flyanimal{
2 void fly();
3 }
4 class Insect {
5 int legnum=6;
6 }
7 class Bird {
8 int legnum=2;
9 void egg(){};
10 }
11 class Ant extendsInsect implements Flyanimal {
12 public void fly(){
13 System.out.println("Ant can fly");
14 }
15 }
16 classPigeon extends Bird implements Flyanimal {
17 public void fly(){
18 System.out.println("pigeon can fly");
19 }
20 public void egg(){
21 System.out.println("pigeon can lay eggs ");
22 }
23 }
24 public classInterfaceDemo{
25 public static void main(String args[]){
26 Ant a=new Ant();
27 a.fly();
28 System.out.println("Ant‘s legs are"+ a.legnum);
29 Pigeon p= new Pigeon();
30 p.fly();
31 p.egg();
32 }
33 }
程序運行結果：
Ant can fly
Ant‘slegs are 6
pigeon can fly
pigeon can lay eggs
二、拓展程序功能，應對需求變化。
假設一個學校接待方面的程序，招待不同身份的人的食宿問題，其對應規則如下：
|
身份 |
食 |
宿 |
|
學生 |
食堂 |
宿舍 |
|
教師 |
教師食堂 |
學校公寓 |
|
學生家長 |
招待所 |
招待所 |
理論上，當然可以對每個不同身份的人各定義一個對應的類，並實現各自的方法，但是觀察這寫類，可以歸納出其有一個共同的模板，即“人”的“食、宿”問題。這時候，就可以發揮接口的功能了。實現代碼如下：
1 interfacePerson{
2 void eat();
3 void sleep();
4 }
5
6 class Studentimplements Person{
7 public void eat(){
8 System.out.println("學生去食堂吃飯！");
9 }
10 public void sleep(){
11 System.out.println("學生回寢室睡覺！");
12 }
13 }
14
15 class Teacherimplements Person{
16 public void eat(){
17 System.out.println("教師去教工餐廳吃飯！");
18 }
19 public void sleep(){
20 System.out.println("教師回學校公寓睡覺！");
21 }
22 }
23 class Parents implements Person{
24 publicvoid eat(){
25 System.out.println("家長去招待所飯館吃飯！");
26 }
27 public void sleep(){
28 System.out.println("家長回招待所睡覺！");
29 }
30 }
31
32 public class PersonInterface{
33 public static void main(String[] args)
34 {
35 Person p=new Student();
36 p.eat();
37 p.sleep();
38 p=new Teacher();
39 p.eat();
40 p.sleep();
41 p=new Parents();
42 p.eat();
43 p.sleep();
44 }
45 }
程序執行結果：
學生去食堂吃飯！
學生回寢室睡覺！
教師去教工餐廳吃飯！
教師回學校公寓睡覺！
家長去招待所飯館吃飯！
家長回招待所睡覺！
現在需要添加一些功能，即現在需要添加“外賓、上級領導”兩類角色，並且以後工具需要還要添加相應的身份角色的人進來，此時，只需要根據需要添加“外賓”類、“領導”類，而主類仍然可以拿來就用，無需進行更多的修改。此時就可以顯示出接口的作用了。
在上面的程序中添加如下兩個類即可。
1 class Foreign implements Person{
2 publicvoid eat(){
3 System.out.println("外賓去酒店吃飯！");
4 }
5 public void sleep(){
6 System.out.println("外賓回酒店睡覺！");
7 }
8 }
9
10 class Leader implements Person{
11 publicvoid eat(){
12 System.out.println("領導去賓館吃飯！");
13 }
14 public void sleep(){
15 System.out.println("外賓回賓館睡覺！");
16 }
17 }
而主函數中用法仍然一樣。
下面給出完整的代碼：
1 interfacePerson{
2 void eat();
3 void sleep();
4 }
5
6 class Studentimplements Person{
7 public void eat(){
8 System.out.println("學生去食堂吃飯！");
9 }
10 public void sleep(){
11 System.out.println("學生回寢室睡覺！");
12 }
13 }
14
15 class Teacherimplements Person{
16 public void eat(){
17 System.out.println("教師去教工餐廳吃飯！");
18 }
19 public void sleep(){
20 System.out.println("教師回學校公寓睡覺！");
21 }
22 }
23 class Parents implements Person{
24 publicvoid eat(){
25 System.out.println("家長去招待所飯館吃飯！");
26 }
27 public void sleep(){
28 System.out.println("家長回招待所睡覺！");
29 }
30 }
31 class Foreign implements Person{
32 publicvoid eat(){
33 System.out.println("外賓去酒店吃飯！");
34 }
35 public void sleep(){
36 System.out.println("外賓回酒店睡覺！");
37 }
38 }
39
40 class Leader implements Person{
41 publicvoid eat(){
42 System.out.println("領導去賓館吃飯！");
43 }
44 public void sleep(){
45 System.out.println("領導回賓館睡覺！");
46 }
47 }
48
49 public class PersonInterface{
50 public static void main(String[] args)
51 {
52 Person p=new Student();
53 p.eat();
54 p.sleep();
55 p=new Teacher();
56 p.eat();
57 p.sleep();
58 p=new Parents();
59 p.eat();
60 p.sleep();
61 p=new Foreign();
62 p.eat();
63 p.sleep();
64 p=new Leader();
65 p.eat();
66 p.sleep();
67 }
68 }
程序執行結果：
學生去食堂吃飯！
學生回寢室睡覺！
教師去教工餐廳吃飯！
教師回學校公寓睡覺！
家長去招待所飯館吃飯！
家長回招待所睡覺！
外賓去酒店吃飯！
外賓回酒店睡覺！
領導去賓館吃飯！
領導回賓館睡覺！
舉例二：
用來計算每一種交通工具運行1000公裏所需的時間，已知每種交通工具的參數都是3個整數A、B、C的表達式。現有兩種工具：
Car 和Plane，其中Car 的速度運算公式為：A*B/C
Plane 的速度運算公式為：A+B+C。
如果增加第3種交通工具的時候，比如火車（Train）不必修改以前的任何程序，只需要編寫新的交通工具的程序。
1 import java.lang.*;
2 interface Common {
3 double runTimer(doublea, double b, double c);
4 String getName(); //獲取交通工具的名稱
5 }
6
7 class Plane implementsCommon {
8 public doublerunTimer(double a, double b, double c) {
9 return (a+ b + c);
10 }
11 public String getName(){
12 return"Plane";
13 }
14 }
15 class Car implements Common {
16 public doublerunTimer(double a, double b, double c) {
17 return ( a*b/c );
18 }
19 public String getName(){
20 return"Car";
21 }
22 }
23
24 public class ComputeTime {
25
26 public static void main(Stringargs[]) {
27 double A=3;
28 double B=5;
29 double C=6;
30 double v,t;
31 Commond=new Car();
32 v=d.runTimer(A,B,C);
33 t=1000/v;
34 System.out.println(d.getName()+"的平均速度: "+v+" km/h");
35 System.out.println(d.getName()+"的運行時間："+t+" 小時");
36 d=newPlane();
37 v=d.runTimer(10,30,40);
38 t=1000/v;
39 System.out.println(d.getName()+"的平均速度: "+v+" km/h");
40 System.out.println(d.getName()+"的運行時間："+t+" 小時");
41 }
42 }
程序運行結果；
Car的平均速度: 2.5 km/h
Car的運行時間：400.0 小時
Plane的平均速度: 80.0 km/h
Plane的運行時間：12.5 小時
【Java學習筆記之二十二】解析接口在Java繼承中的用法及實例分析