Java 介面

Java 介面

介面(英文:Interface),在JAVA程式語言中是一個抽象型別,是抽象方法的集合,介面通常以interface來宣告。一個類通過繼承介面的方式,從而來繼承介面的抽象方法。

介面並不是類,編寫介面的方式和類很相似,但是它們屬於不同的概念。類描述物件的屬性和方法。介面則包含類要實現的方法。

除非實現介面的類是抽象類,否則該類要定義介面中的所有方法。

介面無法被例項化,但是可以被實現。一個實現介面的類,必須實現介面內所描述的所有方法,否則就必須宣告為抽象類。另外,在 Java 中,介面型別可用來宣告一個變數,他們可以成為一個空指標,或是被繫結在一個以此介面實現的物件。

介面與類相似點:

  • 一個介面可以有多個方法。
  • 介面檔案儲存在 .java 結尾的檔案中,檔名使用介面名。
  • 介面的位元組碼檔案儲存在 .class 結尾的檔案中。
  • 介面相應的位元組碼檔案必須在與包名稱相匹配的目錄結構中。

介面與類的區別:

  • 介面不能用於例項化物件。
  • 介面沒有構造方法。
  • 介面中所有的方法必須是抽象方法。
  • 介面不能包含成員變數,除了 static 和 final 變數。
  • 介面不是被類繼承了,而是要被類實現。
  • 介面支援多繼承。

介面特性

  • 介面中每一個方法也是隱式抽象的,介面中的方法會被隱式的指定為 public abstract(只能是 public abstract,其他修飾符都會報錯)。
  • 介面中可以含有變數,但是介面中的變數會被隱式的指定為 public static final 變數(並且只能是 public,用 private 修飾會報編譯錯誤)。
  • 介面中的方法是不能在介面中實現的,只能由實現介面的類來實現介面中的方法。

抽象類和介面的區別

  • 1. 抽象類中的方法可以有方法體,就是能實現方法的具體功能,但是介面中的方法不行。
  • 2. 抽象類中的成員變數可以是各種型別的,而介面中的成員變數只能是 public static final 型別的。
  • 3. 介面中不能含有靜態程式碼塊以及靜態方法(用 static 修飾的方法),而抽象類是可以有靜態程式碼塊和靜態方法。
  • 4. 一個類只能繼承一個抽象類,而一個類卻可以實現多個介面。

:JDK 1.8 以後,接口裡可以有靜態方法和方法體了。

:JDK 1.8 以後,介面允許包含具體實現的方法,該方法稱為"預設方法",預設方法使用 default 關鍵字修飾。更多內容可參考 Java 8 預設方法。

:JDK 1.9 以後,允許將方法定義為 private,使得某些複用的程式碼不會把方法暴露出去。更多內容可參考 Java 9 私有介面方法。


介面的宣告

介面的宣告語法格式如下:

[可見度] interface 介面名稱 [extends 其他的介面名] { // 宣告變數 // 抽象方法 }

Interface關鍵字用來宣告一個介面。下面是介面宣告的一個簡單例子。

NameOfInterface.java 檔案程式碼:

/* 檔名 : NameOfInterface.java */ import java.lang.*; //引入包 public interface NameOfInterface { //任何型別 final, static 欄位 //抽象方法 }

介面有以下特性:

  • 介面是隱式抽象的,當宣告一個介面的時候,不必使用abstract關鍵字。
  • 介面中每一個方法也是隱式抽象的,宣告時同樣不需要abstract關鍵字。
  • 介面中的方法都是公有的。

例項

Animal.java 檔案程式碼:

/* 檔名 : Animal.java */ interface Animal { public void eat(); public void travel(); }

介面的實現

當類實現介面的時候,類要實現介面中所有的方法。否則,類必須宣告為抽象的類。

類使用implements關鍵字實現介面。在類宣告中,Implements關鍵字放在class聲明後面。

實現一個介面的語法,可以使用這個公式:

介面語法:

...implements 介面名稱[, 其他介面名稱, 其他介面名稱..., ...] ...

例項

MammalInt.java 檔案程式碼:

/* 檔名 : MammalInt.java */ public class MammalInt implements Animal{ public void eat(){ System.out.println("Mammal eats"); } public void travel(){ System.out.println("Mammal travels"); } public int noOfLegs(){ return 0; } public static void main(String args[]){ MammalInt m = new MammalInt(); m.eat(); m.travel(); } }

以上例項編譯執行結果如下:

Mammal eats
Mammal travels

重寫介面中宣告的方法時,需要注意以下規則:

  • 類在實現介面的方法時,不能丟擲強制性異常,只能在介面中,或者繼承介面的抽象類中丟擲該強制性異常。
  • 類在重寫方法時要保持一致的方法名,並且應該保持相同或者相相容的返回值型別。
  • 如果實現介面的類是抽象類,那麼就沒必要實現該介面的方法。

在實現介面的時候,也要注意一些規則:

  • 一個類可以同時實現多個介面。
  • 一個類只能繼承一個類,但是能實現多個介面。
  • 一個介面能繼承另一個介面,這和類之間的繼承比較相似。

介面的繼承

一個介面能繼承另一個介面,和類之間的繼承方式比較相似。介面的繼承使用extends關鍵字,子介面繼承父介面的方法。

下面的Sports介面被Hockey和Football介面繼承:

// 檔名: Sports.java public interface Sports { public void setHomeTeam(String name); public void setVisitingTeam(String name); } // 檔名: Football.java public interface Football extends Sports { public void homeTeamScored(int points); public void visitingTeamScored(int points); public void endOfQuarter(int quarter); } // 檔名: Hockey.java public interface Hockey extends Sports { public void homeGoalScored(); public void visitingGoalScored(); public void endOfPeriod(int period); public void overtimePeriod(int ot); }

Hockey介面自己聲明瞭四個方法,從Sports介面繼承了兩個方法,這樣,實現Hockey介面的類需要實現六個方法。

相似的,實現Football介面的類需要實現五個方法,其中兩個來自於Sports介面。


介面的多繼承

在Java中,類的多繼承是不合法,但介面允許多繼承。

在介面的多繼承中extends關鍵字只需要使用一次,在其後跟著繼承介面。 如下所示:

public interface Hockey extends Sports, Event

以上的程式片段是合法定義的子介面,與類不同的是,介面允許多繼承,而 Sports及 Event 可能定義或是繼承相同的方法


標記介面

最常用的繼承介面是沒有包含任何方法的介面。

標記介面是沒有任何方法和屬性的介面.它僅僅表明它的類屬於一個特定的型別,供其他程式碼來測試允許做一些事情。

標記介面作用:簡單形象的說就是給某個物件打個標(蓋個戳),使物件擁有某個或某些特權。

例如:java.awt.event 包中的 MouseListener 介面繼承的 java.util.EventListener 介面定義如下:

package java.util; public interface EventListener {}

沒有任何方法的介面被稱為標記介面。標記介面主要用於以下兩種目的:

  • 建立一個公共的父介面:

    正如EventListener介面,這是由幾十個其他介面擴充套件的Java API,你可以使用一個標記介面來建立一組介面的父介面。例如:當一個介面繼承了EventListener介面,Java虛擬機器(JVM)就知道該介面將要被用於一個事件的代理方案。

  • 向一個類新增資料型別:

    這種情況是標記介面最初的目的,實現標記介面的類不需要定義任何介面方法(因為標記介面根本就沒有方法),但是該類通過多型性變成一個介面型別。