接口

一、接口

接口是引用类型的一种，与类相似但也存在诸多不同；如果将类比作“电路的设计图”，那么接口就是“遥控器的设计图”

接口声明

这里以视频播放器、CD播放器、DVD播放器等播放器（播放设备）为例进行讲解，所有的播放器都可以执行“播放” 和“停止” 等操作；虽然播放器的实际运行各不相同，但遥控器有＂播放按钮” 和“停止按钮” 这一点是共通的。

共通部分的遥控器如图a，将"Player遥控器由play和stop两个按钮组成“ 这一遥控器的设计图表示为程序，就是图b所示的接口声明，与类声明相似但开头的关键字并不是class,而是interface, 这一点与类有所不同

接口中的所有方法都为public且abstract,必须用 ';'来替换方法体{}进行声明，这一点与类中的抽象方法相同

接口的实现

接口中声明的抽象方法的主体要在在实现该接口的类中定义

实现接口Player的类VideoPlayer的声明如图a所示，implements Player部分表示接口Player的实现。这个声明和派生类的声明相似，不过使用的关键字并不是extends, 而是implements

来理解类VideoPlayer的声明：该类会实现Player遥控器，为此需要实现各个按钮所调用的方法主体，它们之间的关系如图b所示

类VideoPlayer在实现接口Player的同时也会实现play和stop这两个方法（重写方法并定义主体）；
重写的方法必须声明为public，这是因为接口的方法为public, 已无法再强化其访问控制，这与类的派生中的重写是一样

【接口中的方法为public且abstract。在实现该接口的类中，各方法在实现时需要加上public修饰符】

创建视频播放器VideoPlayer和CD播放器CDPlayer,以实现接口Player，程序如下：

// 播放器 接口
public interface Player {void play();           // ○播放void stop();          // ○停止
}

//===== 视频播放器 =====//
public class VideoPlayer implements Player {private int id;                 // 制造编号private static int count = 0;   // 到目前为止已经赋的制造编号public VideoPlayer() {                                  // 构造函数id = ++count;}public void play() {                                    // ○播放System.out.println("■视频播放开始！"); }public void stop() {                                    // ○停止System.out.println("■视频播放结束！"); }public void printInfo() {                               // 显示制造编号System.out.println("该机器的制造编号为[" + id + "]。"); }
}

//===== ＣＤ播放器 =====//
public class CDPlayer implements Player {public void play() {                       // ○播放System.out.println("□ＣＤ播放开始！"); }public void stop() {                      // ○停止System.out.println("□ＣＤ播放结束！"); }public void cleaning() {                 // 清洗System.out.println("□已清洗磁头。"); }
}

这些接口和类如图所示，VideoPlayer 遥控器和CDPlayer遥控器都包含Player 遥控器上的play和stop 按钮。
理解一下”类VideoPlayer和CDPlayer 如何实现了Player"

类VideoPlayer
方法play显示＂■视频播放开始!"，方法stop显示＂■视频播放结束I"；
这个类的实例在创建时会被赋上制造编号1、2、3……赋给各个实例的制造编号为实例变员id. 表示已经赋到哪一号的是类变量count；方法printinfo负责显示制造编号

类CDPlayer
这个类中并未定义宇段；方法play显示“口CD播放开始!"，方法stop显示“口CD播放结束！"；方法cleaning显示“ 口已清洗磁头。”
这两个类并未继承接口Player中的字段和方法等资产，只继承了Player的方法规格（遥控器上的按钮规格）

二、接口语法规则和限制

1）无法创建接口类型的实例
接口相当于遥控器（而不是电路）的设计图，因此无法创建电路主体（实例），下面的声明会发生错误

Player c = new Player();    //错误

2）接口类型的变量可以引用实现该接口的类的实例
接口类型的变量可以引用实现该接口的类的实例，下面的操作可以正常执行：

Player pl = new CDPlayer();
Player p2 = new VideoPlayer();

Player遥控器的变量可以引用实现它的类CDPlayer和类VideoPlayer的实例【接口类型的变量可以引用实现类的实例】

// 接口Player的使用示例
class PlayerTester {public static void main(String[] args) {Player[] a = new Player[2];a[0] = new VideoPlayer();  // 视频播放器a[1] = new CDPlayer();     // ＣＤ播放器for (Player p : a) {p.play();             // 播放p.stop();              // 停止System.out.println();}}
}

输出：

数组a是一个元素类型为接口Player类型的数组，a[0]引用VideoPlayer的实例，a[1]引用CDPlayer的实例。扩展for语句中依次对各个元素调用方法play和方法stop如图，从中可以看出接口Player类型的遥控器只有play和stop按钮。因此，通过a[0]和a[1] 无法调用printinfo或者cleaning方法。

3）接口实现时必须实现所有的方法

实现接口就是实现遥控器上各个按钮的功能,未实现接口中所有方法的类必须声明为抽象类

、

4）可以持有常量

接口可以持有下述成员：

1、类

2、接口

3、常量【Public、static、final 字段】，但不可以持非作常量字段【可以读写数值的变量】

4、抽样方法【public、abstract 方法】

持有常量的接口示例如下，接口Skinnable的名称表示“可换肤的“：

package com.example;// 换肤接口public interface Skinnable {int BLACK = 0;           // 黑色int RED = 1;          // 红色int GREEN = 2;            // 绿色int BLUE = 3;         // 蓝色int LEOPARD = 4;      // 豹纹void changeSkin(int skin);         // ★换肤
}

换肤时指定的颜色和花纹都声明为了常量，接口中的字段都声明为public且static且final。它们并不是类中所说的“实例变量”而是＂类变量” 。【接口中声明的字段为public且static且final, 即为不可以改写数值的类变量】

声明中带有static的类变量可以通过“类名．字段名“ 进行访问，接口中的常量可以通过“接口名.字段名“ 进行访问；在本示例中，黑色可以通过Skinnable . BLACK进行访问，豹纹可以通过Skinnable.LEOPARD进行访问

5）命名方法与类相同

原则上，接口的名称为名词，但也可以使用表示动作的形容词。特别是表示“ 可.... 的＂之意的接口名称可以使用-able

6）接口的访问属性与类相同
虽然接口中的所有成员都自动设为public, 但接口本身的访问属性与类相同，可以任意指定；如果加上public, 则为公开访问，而如果未加上public, 则为包访问

三、类的派生和接口的实现

在新创建类时，可以同时执行类的派生和接口的实现。

package com.example;
//===== 二维接口 =====//
public interface Plane2D {int getArea();            // ○计算面积
}

该接口中声明的getArea方法用来计算面积并返回结果，由于点和直线没有面积，因此这些类中无需实现该接口，下面在长方形类Rectangle中进行实现，再来新创建一个平行四边形类Parallelogram,实现接口Plane2D

package com.example.shape3;/*** 类Rectangle是表示长方形的类。* 该类派生自表示图形的抽象类Shape。* @see      Shape
*/
public class Rectangle extends Shape implements Plane2D {/***   表示长方形的长的int型字段。*/private int width;/*** 表示长方形的宽的int型字段。*/private int height;/***    创建长方形的构造函数。*    接收长和宽作为参数。* @param width  长方形的长。* @param height 长方形的宽。*/public Rectangle(int width, int height) {this.width = width;this.height = height;}/*** 方法toString返回表示与长方形相关的图形信息的字符串。* @return 返回字符串"Rectangle(width:4, height:3)"。*         4和3这两部分分别对应长和宽的值。*/public String toString() {return "Rectangle(width:" + width + ", height:" + height + ")"; }/*** 方法draw用于绘制长方形。* 通过排列星号'*'进行绘图。* 循环width次显示长度个数的'*'并换行。*/public void draw() {for (int i = 1; i <= height; i++) {for (int j = 1; j <= width; j++)System.out.print('*'); System.out.println(); }}public int getArea() { return width * height; }      // ○计算面积
}

Parallelogram

package com.example.shape3;
//===== 平行四边形 =====//
public class Parallelogram extends Shape implements Plane2D {private int width;         // 底边长private int height;           // 宽public Parallelogram(int width, int height) {this.width = width;   this.height = height;}public String toString() {                           // 字符串表示 return "Parallelogram(width:" + width + ", height:" + height + ")";}public void draw() {                             // 绘图for (int i = 1; i <= height; i++) {for (int j = 1; j <= height - i; j++) System.out.print(' '); for (int j = 1; j <= width; j++) System.out.print('#'); System.out.println(); }}public int getArea() { return width * height; }       // ○计算面积
}

类和接口的关系如图，Rectangle和Parallelogram 派生自类Shape, 并实现了接口Plane2D

要点1：当类的声明中同时存在extends和implements时，一定要先书写extends

把包含Shape的类群比作是根据血缘关系而结成的"shape家族”，而Plane2D和实现它的类群之间并不具有血缘关系，而是属于同一个圈子，故而可以比作朋友关系，无论是Shape家族，还是与其毫无关系的类，如果希望属于Plane2D圈子，只要实现Plane2D就可以了【接口就是将类划分为朋友关系之类的分组，朋友关系可以与具有血缘关系的派生毫无关系】

四、多个接口的实现

类的派生和接口的实现之间最大的不同在于是否可以同时派生／实现多个类，类的派生只允许单继承，而一个类可以实现多个接口，一般的形式如下所示，当声明类时，implements后面是要实现的接口，接口之间使用逗号进行分隔。类A中会实现接口B和接口c中的所有方法：

class A implements B,C{//实现接口B的方法//实现接口C的方法
}

下面所示的程序中同时实现了接口Player和接口Skinnable：

package com.example.player;// 可换肤的随身播放器class PortablePlayer implements Player, Skinnable {private int skin = BLACK;public PortablePlayer() { }                          // 构造函数public void play() {                             // ○播放System.out.println("◆播放开始！"); }public void stop() {                              // ○停止System.out.println("◆播放结束！"); }public void changeSkin(int skin) {                    // ★换肤System.out.print("皮肤换成了");switch (skin) {case BLACK:   System.out.print("乌黑");    break;case RED:     System.out.print("深红");   break;case GREEN:   System.out.print("柳叶");   break;case BLUE:    System.out.print("露草");   break;case LEOPARD: System.out.print("豹纹");   break;default:     System.out.print("素色");    break;}System.out.println("。");}
}

类PortablePlayer为 “可换肤的随身播放器” ，接口和类之间的关系如图：

类PortablePlayer中实现了接口Player的方法play和stop, 以及接口Skinnable的方法changeSkin 。在类中，可以使用简名来访问实现的接口中的字段，类PortablePlayer的使用示例如下：

package com.example.player;// 类PortablePlayer的使用示例class PortablePlayerTester {public static void main(String[] args) {PortablePlayer a = new PortablePlayer();a.play();                             // 播放a.stop();                              // 停止a.changeSkin(Skinnable.LEOPARD);       // 将皮肤换成豹纹}
}

输出：

由于接口Skinnable中定义的常量为类变量（静态字段），因此可以使用"接口名.字段名"进行访问，本程序中选择的Skinnable.LEOPARD为豹纹

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