接着前面的学习:
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生活中的接口：
什么是接口?
一个Java接口是一些方法特征的集合，但没有方法的实现。
在类中实现接口可以使用关键字implements，其基本格式如下：
[修饰符] class <类名> [extends 父类名] [implements 接口列表]{
}
修饰符：可选参数，用于指定类的访问权限，可选值为public、abstract和final。
类名：必选参数，用于指定类的名称，类名必须是合法的Java标识符。一般情况下，要求首字母大写。
extends 父类名：可选参数，用于指定要定义的类继承于哪个父类。当使用extends关键字时，父类名为必选参数。
implements 接口列表：可选参数，用于指定该类实现的是哪些接口。当使用implements关键字时，接口列表为必选参数。当接口列表中存在多个接口名时，各个接口名之间使用逗号分隔。
实现上面例子中的接口：
public interface PCI { //java接口，相当于主板上的PCI插槽的规范
public void start();
public void stop();
}
Java接口中定义的方法在不同的地方被实现，可以具有完全不同的行为：
//声卡、网卡都实现了PCI插槽的规范，但行为完全不同
class SoundCard implements PCI {
public void start() {
System.out.println("SoundCard start...");
}
public void stop() {
System.out.println("Sound stop!");
}
}
class NetworkCard implements PCI {
public void start() {
System.out.println("NetworkCard send...");
}
public void stop() {
System.out.println("Send stop!");
}
}
可以使用Java接口标识类型。运行时，根据实际创建的对象类型调用相应的方法实现：
public class javatest {
public static void main(String[] args) {
PCI nc = new NetworkCard();
PCI sc = new SoundCard();
nc.start();
sc.start();
}
}
运行结果：
NetworkCard send...
SoundCard start...
为什么需要Java接口？
例子：为学校各中心开发这样一个小系统，包含类型：教员、中心、打印机，具体要求如下：
1、教员、以及中心都具有方法：输出详细信息
2、中心具有属性：打印机，能够通过中心的打印机打印教员或中心的详细信息
3、系统要具备良好的可扩展性与可维护性
先看方案1：
public class Teacher {
//输出教员的详细信息
public String detail() {
return “I am a teacher!";
}
}
public class Printer {
public void print(String content) {
System.out.println("start printing：");
System.out.println(content);
}
}
public class ggSchool {
private Printer printer = new Printer();
//输出学校的详细信息
public String detail() {
return “this is ggSchool";
}
//使用打印机打印教员信息
public void print(Teacher t){
printer.print(t.detail());
}
//使用打印机打印学院信息
public void print(ggSchool s){
printer.print(s.detail());
}
}
那么，问题来了：
每增加一种新类型，都需要增加相应的print方法，程序的可扩展性及可维护性极差，这不符合系统的要求
先看方案2（使用接口）：
教师、中心都存在一个共同的方法特征：detail，它们对detail方法有各自不同的实现——这完全符合Java接口的定义
代码如下：
public interface Introduceable {
public String detail();
}
public class Teacher implements Introduceable {
//输出教员的详细信息
public String detail() {
return “I am a teacher!";
}
}
public class ggSchool implements Introduceable {
private Printer printer = new Printer();
//输出学校的详细信息
public String detail() {
return “this is ggSchool";
}
public void print(Introduceable intro) { //使用print方法时，参数可以是任何Introduceable接口的实现类的对象，
//不必再为不同的类型建立不同的print方法了
printer.print(intro.detail());
}
}
public class Printer {
public void print(String content) {
System.out.println("start printing：");
System.out.println(content);
}
}
通过Java接口，我们同样可以享受到多态性的好处，大大提高了程序的可扩展性及可维护性
什么是面向接口编程？
开发系统时，主体构架使用接口，接口构成系统的骨架，这样就可以通过更换接口的实现类来更换系统的实现
升级上述的思远系统，要求：
打印机有多种类型，比如：黑白打印机、彩色打印机等
学院可能配备其中任意一款打印机，负责打印教员、或者学院的详细信息
系统要具备良好的可扩展性与可维护性
第一步：抽象出Java接口
1、分析：
黑白、彩色打印机都存在一个共同的方法特征：print
黑白、彩色打印机对print方法有各自不同的实现
2、结论：
抽象出Java接口PrinterFace，在其中定义方法print
3、具体实现：
public interface PrinterFace {
public void print(String content);
}
第二步：实现Java接口
1、分析：
已经抽象出Java接口PrinterFace，并在其中定义了print方法黑白、彩色打印机对print方法有各自不同的实现
2、结论：黑白、彩色打印机都实现PrinterFace接口，各自实现print方法
3、具体实现：
public class ColorPrinter implements PrinterFace {
public void print(String content) {
System.out.println("彩色打印：");
System.out.println(content);
}
}
public class BlackPrinter implements PrinterFace {
public void print(String content) {
System.out.println("黑白打印：");
System.out.println(content);
}
}
第三步：使用Java接口
1、分析：主体构架使用接口, 让接口构成系统的骨架
2、结论：更换实现接口的类就可以更换系统的实现
3、具体实现：
public class ggSchool implements Introduceable{
private PrinterFace printer; //打印机
public void setPrinter(PrinterFace p) {
this.printer = p;
}
public String detail() {
return "this is ggSchool!";
}
public void print(Introduceable intro){
printer.print(intro.detail());
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 创建学院实例
ggSchool school=new ggSchool();
//为该学院配备黑白打印机
school.setPrinter(new BlackPrinter());
school.print(school);
//为该学院配备彩色打印机
school.setPrinter(new ColorPrinter());
school.print(school);
}
}
抽象类与接口
抽象类的子类必须覆盖所有的抽象方法后才能被实例化，否则这个子类还是个抽象类。
如果一个抽象类中的所有方法都是抽象的，就可以将这个类用另外一种方式来定义，也就是接口定义。
抽象方法只需声明，不需实现。
接口是抽象方法和常量值的定义的集合。
从本质上讲，接口是一种特殊的抽象类。这种抽象类中包含常量和方法的定义，而没有变量和方法的实现。例如
注意：在接口的定义中，所有的成员都是public访问类型的，而不论是否用public关键字修饰；接口里的变量都是用public static final标识的，所以，接口中定义的变量就是全局静
态常量。
我们可以定义一个新的接口，用extends关键字去继承一个已有的接口。注意：只能接口继承接口，类不能继承接口。
一个类只能用implements关键字去实现一个接口中的所有方法
一个类可以在继承一个父类的同时，实现一个或多个接口，extends关键字必须位于implements关键字之前，如我们可以这样定义：
class classA {
//...
}
public interface Interface1{
//...
}
public interface Interface2{
//...
}
class classB extends classA implements Interface1 Interface2{
//...
}
抽象类和接口在Java中的应用
例子：假设有若干 (如1000）个Circle，Rectangle以及若干个其他形状，希望计算它们的总面积，直截了当的做法是将它们分别放到多个数组中，分别循环求出各形状的面积，然后累加，这种做法是不漂亮的。如果还有其它形状：triangle，ellipses等，上述方法显得“累赘”。希望有一种统一的表示，例如用一个数组shape[]，接受所有的形状，然后用：
for (i=0; i<shape.length; i++)
area_total += shape[i].area();
用抽象类实现多种形状面积的累加：
首先看看Circle和Rectangle两个类，如何完成相关参数的计算 ：
class Circle {
public float r;
Circle(float r) {
this.r = r;
}
public float area() {
return 3.14 * r * r;
}
}
class Rectangle {
public float width, height;
Rectangle (float w, float h) {
width = w;
height = h;
}
public float area() {
return width * height;
}
}
现在要利用抽象类实现多种形状面积的累加，确保每种形状分别用不同的方法来计算它们的面积和周长。因此，超类Shape包含抽象方法computeArea，然后在不同的子类中实现和覆盖这个方法，同时添加toString方法来显示几何形状的一些基本属性。现在声明了1000个Shape对象的数组，然后循环1000次随机产生1000个平面图形对象，形状为圆、矩形、正方形三种之一。
abstract class Shape {
abstract float computeArea();
}
class Circle extends Shape {
public float r;
public Circle(float r) {
this.r = r;
}
public float computeArea() {
return (float)3.14 * r * r;
}
}
class Rectangle extends Shape {
public float width, height;
Rectangle (float w, float h) {
width = w; //这里不需"this"
height = h;
}
public float computeArea() {
return width * height;
}
}
用接口实现多种形状面积的累加：
用接口的方式实现多种形状面积的累加，需要将用抽象类表示的Shape类改成接口。由于接口的语法定义要求，我们要把原来抽象类中的成员变量去掉，成员方法改成抽象方法computeArea()，该方法返回一个double类型。所以，这个接口定义为：
public interface Shape2 {
public abstract double computeArea();
}
接口实现如下:
interface Shape2
{
public double computeArea();
}
class Circle2 implements Shape2
{
protected double radius;
public Circle2(double _radius) {
radius = _radius;
}
public double computeArea() {
return Math.PI * radius * radius;
}
}
class Rect2 implements Shape2
{
protected double width, height;
public Rect2(double w, double h) {
width = w;
height = h;
}
public double computeArea() {
return width * height;
}
}
用一个object数组实现多种形状面积的累加:
定义一个数组，它可以同时存储矩形、圆和正方形，每个Java类都是由Object扩展而来的。因此，所有的类都属于Object类型，我们可以创建一个Object类型的数组来存储任何类型的对象，也就可以存储矩形、圆和正方形对象
完整代码如下：
package javatest;
import java.util.*;
import java.io.*;
interface Shape2 {
public double computeArea();
}
class Circle2 implements Shape2 {
protected double radius;
public Circle2(double _radius) {
radius = _radius;
}
public double computeArea() {
return Math.PI * radius * radius;
}
}
class Rect2 implements Shape2 {
protected double width, height;
public Rect2(double w, double h) {
width = w;
height = h;
}
public double computeArea() {
return width * height;
}
}
public class javatest {
public static void main(String args[ ]) {
Shape2 s[] = { new Circle2(4), new Rect2(4, 4),
new Circle2(10), new Rect2(20, 2), new Rect2(8, 10)
};
double total = 0;
for(int i = 0; i < s.length; i++)
total = total + s[i].computeArea();
System.out.println("totalArea = " + (int)total);
}
}
参考资料
《java接口讲义》--siyuan学院
《java课程讲义》--东华大学计算机学院