Java面向对象之接口——interface

什么是接口

一般计算机中的接口分为硬件接口和软件接口。硬件接口：是指两个硬件设备之间的连接方式，既包括物理上的接口，还包括逻辑上的数据传送协议。

软件接口：通常是指程序代码，在Java中表示一种特殊的类，是具有的N个方法的特征集合，表示一种规范；还有一种情况数据接口，表示客户端和服务端之间的数据交互的方式。

比如，显示器中封装了很多电子元器件，这些元器件连接在一起为显示器的正常共工作提供支持，那么显示器如何与外界的其他设备(如电脑主机、外放音响、耳机等设备)通信交互呢？也是通过显示暴露的通信接口——显示器上暴露的“孔”。通过连接这些“孔”，其他设备就能和显示器一起工作，能够获取显示器中的信息数据，也能够为显示器提供一些显示器不具备的功能，比如：优质的音响效果。

接口的设计目的：从上述的显示器例子中，不难发现，接口可以看作是设备和设备之间的通信桥梁，通过交换数据完成通信。接口表示一种规范/约束/实现者必须遵循的规范，目的就是用来约束使用者应该怎么做。那如果没有这些规范(接口)，会出现什么样的问题？

手机的充电器就是接口的实际应用的一个极好的例子。在如今这个智能机泛滥的年代，不知道大家有没有怀念当年功能机和山寨机横行的年代；在那些年代，手机之间的充电设备，各个品牌有各个品牌的“特色”，各个品牌均不一样。

如果充电设备丢了，或者损坏了，往往要花费很大的代价才能才能买到新的，所以在当时的万能充电器才能流行一时，但其充电效果却并不如人意。由此带来的问题极大的困扰了广大手机用户。

各有特色的功能机充电器

直到Android系统的出现，统一了充电接口规范后，这个问题才得到了有效解决。因为安卓系统统一了手机充电接口规范，所以几乎所有的Android手机的充电接口是相同的( Micro-USB/Type-c/Lightning)。当然了，苹果手机是个特立独行的大佬，不在讨论的范围之内。

USB接口

生活中，USB接口和我们经常接说的USB插槽其实是有所偏差的，其并不是我们平时所看到的那些USB插槽，而是那些USB插槽所遵循的一种规范(标准)。USB的英文是Universal Serial Bus(通用串行总线)，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯，广泛应用于PC领域的接口技术。

我们所看到的那些USB插槽是根据USB接口规范设计出来的产品，对于不同型号的USB设备而言，他们各自的USB插槽都需要遵循同一个规范，如此可以保证任何插入USB插槽的设备都能与主板正常通信。USB接口和USE设备实现了真正的多态

对于同一种型号的主板上的多个USB插槽，他们有相同的数据交换方式，相同的实现细节；在面向对象的思想中，可认为他们都是同一个类的不同实例，也就是说USB插槽是USB规范的实例。

接口只定义了应当遵循的规范，却并不关心这些规范的内部数据和其功能的实现细节，从而分离了规范和实现，增强了系统的可拓展性和可维护性。这样做的好处：比如，主板上提供了USB插槽，只要一个遵循了USB规范的鼠标，就可以插入USB插槽，并与主板正常通信，而不必关心至于这个鼠标的厂商，鼠标内部实现。当鼠标坏了的时候，只需要换个鼠标就行。

Java中的接口

Java中的接口，书面解释是多个抽象类的抽象就是接口；通俗点说，在Java中最小的程序单元是类，而接口其实是一个特殊的类。和USB接口一样，Java中的接口也表示规范，用于定义一组抽象方法，表示某一类事物必须具备的功能，接口的实现类来实现该接口并提供接口中每个方法的实现。定义类语法: 权限修饰符 class 类名{}

定义接口语法: 权限修饰符 interface 接口名{}

接口的命名：表示具有某些能力的，可以以able/handler结尾。如： Walkable.java

以I开头表示接口，如：IWalkable.java

接口在编译成功之后，和类一样，也是.class的字节码文件。

接口中的成员：

1. 接口中没有构造器，因为接口不能使用new关键字创建对象(不能 new )；

2. 接口中不能定义普通方法，接口中的方法都是默认为公共的抽象方法，而且都是 public abstract 修饰的；所以接口中的方法的public符 和 abstract 修饰符是可以省略不写的；

3. 接口中定义的成员变量，实质是全局静态常量，默认使用 public static final来修饰；

public static final String NAME = "老夫不正经";

4. 接口中定义的内部类都是公共的静态内部类，默认使用public static来修饰内部类；

public static interface Openable {}

接口的特点：接口没有构造器，更不能显式定义构造器，故接口不能被实例化。

接口里的方法方法全是抽象公共的，默认修饰符是public abstract。

接口里的字段全是全局静态常量，默认修饰符是public static final。

接口里的内部类全是公共静态的，默认修饰符是public static。

接口的继承：

接口只能继承接口，不能继承类，且接口支持多继承(类是单继承关系)。接口继承语法如

[修饰符] interface 接口名 extends 接口1,接口2

类和类之间的继承关系用extends关键字来表示，接口和接口之间也只能是继承关系，也使用extends 关键字来表示。

接口和实现类之间只能是实现关系，而且是类实现接口，用implements关键字来表示。

接口的实现

接口仅仅只是定义了某一类事物应该具有某些功能，但是没有提供任何实现。但在Java 8以及以后的版本中，接口是可以有默认实现的。此时，我们定义了一个类，再用该类去实现接口，那么就必须覆盖接口中的方法，提供功能实现，从而实现类接口中定义的功能。

类实现接口：一个类可以实现多个接口，从而也弥补了类的单继承问题。语法如下：

[修饰符] class 实现类名 extends 父类 implements 接口1,接口2{}

接口和实现类之间的关系，称之为"实现关系"，使用implements关键字来表示，但有时候为了方便，也把这个实现关系称之为特殊继承关系。可以这样理解：接口是实现类的父类：实现类就是接口的子类。

接口的设计：标志接口：没有任何成员，仅仅提供一个接口定义的接口，其就只是一个标志，若有类实现该接口，则该类就属于接口这一派系。这个使用的不多，了解就好。

常量接口：使用接口来封装多个常量信息，称之为常量接口，其目的和普通常量类相同，但在这里不建议使用。

面向接口编程

接口和实现类的多态关系是在开发中比较常见的多态体现

接口 变量 = 创建实现类对象; //体现了多态思想

接口中的方法是公共的抽象的，所以实现类必须覆盖接口中的方法，并且方法必须使用public修饰，因为接口中的方法默认就是使用public修饰的。

接口和抽象类的相同点：都位于继承的顶端，用于被其他类或者接口实现或继承；

都不能被实例化；

都可以定义抽象方法，其子类/实现类都必须覆写这些抽象方法；

接口和抽象类的不同点：接口没有构造方法，抽象类有构造方法；

抽象类可包含普通方法和抽象方法，接口只能包含抽象方法(Java 8之前)；

类是单继承的，一个类只能继承一个直接父类(可能是抽象类)，接口是支持多继承的；一个可以类实现多个接口(接口弥补了Java的单继承)；

成员变量：接口里默认是public static final，抽象类是默认包权限；

方法：接口里默认是public abstract，抽象类默认是默认包访问权限；

内部类：接口里默认是public static，抽象类默认是默认包访问权限；

如果接口和抽象类可以完成相同的功能，尽量使用接口，这就是面向接口编程。面向接口编程在于使用多态的好处，把实现类对象赋给接口类型变量，屏蔽了不同实现类之间的实现差异，从而可以做到通用编程。

案例：使用USB设备来工作。IUSB.javaMotherBoard.java

完结，老夫虽不正经，但老夫一身的才华！