（69）抽象類和接口(二) · Java編程那些事

## Java編程那些事兒69——抽象類和接口(二) 陳躍峰出自：[http://blog.csdn.net/mailbomb](http://blog.csdn.net/mailbomb) #### 8.9.2 接口接口(Interface)是一種復合數據類型。至此，Java語言的所有數據類型介紹完了，下面進行一個簡單的總結。Java語言的數據類型分為兩大類：基本數據類型和復合數據類型，其中基本數據類型有8種，復合數據類型包括數組、類和接口，由于開發過程中可以根據需要聲明新的復合數據類型，所以復合數據類型的數量有無限個。接口的概念，現實中使用的也很多，例如大家經常使用的U盤，則需要和計算機上的USB接口匹配使用，而且USB設備中除了U盤以外還有很多，例如USB風扇、USB數據線、USB鼠標、USB鍵盤等，他們都使用計算機上統一的USB接口，這樣設備的通用性很強。簡化了計算機接口的設計，使計算機不需要具備鼠標接口、鍵盤接口等專用的結構。廣義上來說，兩個人說不同的方言，互相之間無法聽懂另一方表達的意義，我們也可以稱之為雙方使用的接口不統一，CPU無法和主板匹配，我們也可以稱之為接口不統一，例如AMD和Intel的CPU采用不同的針腳結構，甚至同一廠商不同型號的CPU針腳結構也不統一，這樣很不方便設備之間的匹配，使用專業的技術術語叫作兼容性差。那么什么是接口呢？其實接口就是一套規范。例如USB接口，分為兩套規范：公接口和母接口。例如U盤、USB鼠標上的USB接口為公接口，而電腦上的USB接口為母接口。規范中只規定公接口有4個通道，那些用來傳輸數據、那些用來進行供電，母接口規范只規定也有4個通道，那些用來傳輸數據，那些用來進行供電，電壓是多少電流多大等。所有的這些規范都只規定了必須實現那些功能，但是卻沒有規定如何進行實現。這種只規定實現什么功能，而不限制如何進行實現的結構，在程序設計領域中稱作“設計和實現相分離”，其中規定實現的功能屬于設計部分，而如何實現功能則是實現部分。這樣進行程序項目制作，可以讓一部分人專門進行項目設計，而由另一部分人進行項目實現。這點，很類似汽車的制造，由設計人員設計汽車，由制造人員進行制造。這種“設計和實現相分離”的結構將極大的簡化程序項目的設計和管理，使得整個項目的分工更加細致，也就是使程序設計完全獨立出來，而在設計完成以后再進行代碼編寫。接口就是一個純粹用來設計的數據類型，在接口這種數據類型中，只能書寫兩類聲明的結構： 1.? 常量數據所有的常量數據都是public static的。如果聲明時不書寫則系統將自動添加這兩個修飾符。 2.? 抽象方法接口中的所有方法都只在邏輯上規定該方法的作用，而不能書寫方法體。所有接口中的方法都是public abstract的，如果聲明時不書寫則系統將自動添加這兩個修飾符。其中接口中的數據是常數，以后不能改變，而方法只是規定要做什么，而不去規定如何進行實現。這樣接口就很方便設計人員進行設計，而不必過多的關系對應的方法如何在邏輯上進行實現。接口聲明的語法格式如下：訪問控制符 interface 接口名 [extends 父接口名1,父接口名2……]{ ??????????????????????????? 常量聲明 ??????????????????????????? 方法聲明 ?????????????????? } 和類的聲明一樣，訪問控制符只能使用public和默認的。聲明時使用interface關鍵字聲明接口，接口可以繼承其它的接口，使用extends關鍵字進行繼承，多個接口名之間使用逗號進行分隔。和類的集成一樣，子接口繼承父接口中所有的常量數據和方法，子接口的對象也是父接口的對象。注意：和抽象類一樣，接口只能聲明對象，而不能創建對象。接口聲明的示例代碼如下，例如聲明一個USB接口來代表實際使用中的USB結構： ~~~ ?????????????????? public interface USB{ ??????????????????????????? /**電壓*/ ??????????????????????????? public static final int V = 5; ??????????????????????????? /**讀取數據*/ ??????????????????????????? public abstract byte[] readData(); ??????????????????????????? /**寫入數據*/ ??????????????????????????? public abstract void writeData(byte[] data); ?????????????????? } ~~~ 該接口中規定電壓常量為5V，聲明了兩個方法，要求實現USB時必須實現這樣兩個方法，至于如何實現這里不做規定。這樣這個數據類型就只是設計上的說明，而不牽扯具體的實現，這樣在項目中使用時則比較通用。從這點來看，接口類似于現實中使用的各個國家標準，標準中只規定該類型最終需要達到的標準，而不規定如何實現，各個廠商可以根據自己的產品工藝實現該要求即可。在實際的項目中，設計接口需要對于項目的整體有比較深刻的了解和認識，這樣才可以設計出需要的接口結構，關于接口的設計這里不作太深入的論述。如果需要更深刻的了解設計的結構，可以參閱OReilly的《Designing.Interfaces》一書。接口設計完成以后，還需要再項目中實現接口規范中對應的要求，一般聲明對應的類來實現接口，實現接口的語法為：訪問控制符 [修飾符] class 類名 [extends 父類名] implements 父接口名1,父接口名2…… 實現接口的語法位于類聲明中，位于繼承聲明的后面，使用implements關鍵字代表實現，后續是需要實現的接口的名稱，一個類可以實現任意多個接口。實現接口和繼承類很類似，聲明的類稱作接口的子類，接口為該類的父接口，子類中繼承父接口中所有的數據和方法，因為接口中所有的方法都是抽象方法，所以如果子類中不實現(覆蓋)父接口中的方法，則該類必須聲明為抽象類。例如計算機實現了USB接口，則示例代碼如下： ~~~ ?????????????????? public class Computer implements USB{ ??????????????????????????? /**內存容量*/ ??????????????????????????? int memorySize; ??????????????????????????? ??????????????????????????? public byte[] readData(){ ???????????????????????????????????? //讀數據的邏輯 ??????????????????????????? } ? ??????????????????????????? public void writeData(byte[] data){ ???????????????????????????????????? //寫數據的邏輯 ??????????????????????????? } ?????????????????? } ~~~ 這里，Computer類實現了前面的USB接口，在Computer類內部可以書寫和Computer類相關的屬性、方法和構造方法，這里對于實現接口沒有影響，而因為實現了USB接口，則必須覆蓋USB接口中的readData和writeData抽象方法，至于方法內部的代碼，則根據邏輯的需要進行實現，從而實現接口中要求實現的功能。類似的，也可以使一個數碼相機實現USB接口，則實現的示例代碼為： ~~~ ?????????????????? public class DigitalCamera implements USB{ ??????????????????????????? /**廠商名稱*/ ??????????????????????????? String vendorName; ??????????????????????????? ??????????????????????????? public byte[] readData(){ ???????????????????????????????????? //讀數據的邏輯 ??????????????????????????? } ? ??????????????????????????? public void writeData(byte[] data){ ???????????????????????????????????? //寫數據的邏輯 ??????????????????????????? } ?????????????????? } ~~~ 在該類中，也可以根據該類的需要實現USB接口中規定的功能，至于如何實現則很可能和Computer類不同。這樣，雖然Computer類和DigitalCamera類自身原來的功能不同，但是都可以通過實現USB接口而實現同樣的功能，這樣單純的從是否支持USB功能來看，這兩個類的實現是一樣的。按照面向對象的術語來說，這被稱作屏蔽了類的類型之間的不同，保證了程序的通用性。由于實現接口時，不限制實現的接口的數量，則任何一個類都可以實現任意多個接口，這樣就使類的通用性獲得了極大的增強，很方便類的對象之間的匹配。就像現實中USB接口規范方便了多種不同設備之間的互聯一樣。在語法上，實現了接口的對象可以使用子類的構造方法進行創建，這樣又很適合多態的結構，可以說接口的出現，使多態的特性更容易的進行實現。在實際項目中，通過使用一定的接口，使得很多類的對象在實現某種類型的功能時，方法的聲明是統一的，便于程序的調用和管理，利于程序項目的擴展。所以在現在的面向對象編程領域中，存在著另外的一個方向——面向接口的編程，其實很多Java的技術都是這樣進行實現的，例如JDBC部分。由于抽象類和接口的功能比較類似，后續將對于抽象類和接口進行一系列的比較，方便項目設計時的取舍。