万字详解java接口

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文章目录

  • 一、初始接口
    • 1.1 什么是接口?
    • 1.2 接口定义规则
  • 二、接口的使用
  • 二、接口的特性
  • 三、实现多接口
  • 四、接口实现实例
  • 五、Clonable实现深浅拷贝
  • 六、抽象类与接口的区别

一、初始接口

1.1 什么是接口?

接口就是公共的行为规范标准,大家在实现时,只要符合规范标准,就可以通用。
在Java中,接口可以看成是:多个类的公共规范,是一种引用数据类型。
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1.2 接口定义规则

Interface关键字用来声明一个接口。

interface 接口名称 {
        // 声明变量
        // 抽象方法
}

代码如下(示例):

interface IInterface {
    //任何类型为 public static final 字段
    //任何类型位 public abstract 方法
}

1.接口是隐式抽象的,当声明一个接口的时候,不必使用abstract关键字。
2.接口中每一个方法也是隐式抽象的,声明时同样不需要abstract关键字。
3.接口中的方法都是公有的。
4.接口中的方法和属性不要加任何修饰符号,保持代码简洁性.

二、接口的使用

接口不能直接使用,必须要有一个"实现类"来"实现"该接口,实现接口中的所有抽象方法。
定义一个Animal接口:

//定义Animal接口
interface Animal {
    void eat();
}

子类和父类之间是extends 继承关系,类与接口之间是 implements 实现关系。

class Dog implements Animal {

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("吃狗粮!");
    }
}
class Cat implements Animal {

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("吃猫粮!");
    }
}

测试一下接口是否支持多态:

public static void func(Animal animal) {
        animal.eat();
    }
    public static void main(String[] args) {
        func(new Dog());
        func(new Cat());
    }

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二、接口的特性

1.接口类型是一种引用类型,但是不能直接new接口的对象

public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Animal();
    }

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2.接口中的每一个方法都是隐式指定为public abstract,如果设定为其他修饰符都会报错

interface IInterface {
    protected void func();
}

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3.接口中的方法不能有具体的实现

interface Animal {
    void eat(){
        System.out.println("吃饭!");
    }
}

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4.重写接口方法时只能使用public访问限权修饰

class Dog implements Animal {

    @Override
     void eat() {
        System.out.println("吃狗粮!");
    }
}

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5.接口中的变量默认为public static final变量

interface Animal {
    int age = 18;
    void eat();
}
public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Animal.age);//可以用接口名访问,证明是静态的
        Animal.age = 20;//无法修改,说明被final修饰
    }

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6.接口中不能有静态代码块和构造方法
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万字详解java接口_第9张图片7.接口虽然不是类,但是在编译后生成的字节码文件后缀也是.class
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8.如何一个类没有实现接口中的所有抽象方法,该类必须设置为抽象类.
在这里插入图片描述
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9.JDK1.8中,接口中可以包含default方法.
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10.接口间的继承
在Java中,类和类之间是单继承的,一个类可以实现多个接口,接口与接口之间可以多继承。即:用接口可以达到多继承的目的。
接口可以继承一个接口, 达到复用的效果. 使用 extends 关键字.

interface IRunning {
    void running();
}
interface ISwimming {
    void swimming();
}
//两栖动物,既有跑,又有游的功能
interface IAmphibious extends IRunning,ISwimming {
    
}

接口间的继承相当于把多个接口合并在一起.

三、实现多接口

java中,不支持多继承,但一个类可以实现多个接口.

//定义一个Animal类
class Animal {
    public String name;
    
    public Animal(String name) {
        this.name = name;
    }
}
//定义一组会飞的,会跑的,会游泳的接口
interface IFlying {
    void fly();
}
interface IRunning {
    void run();
}
interface ISwimming {
    void swim();
}

我们创建几个具体的动物

class Cat extends Animal implements IRunning {
    //猫是会跑的
    public Cat(String name) {
        super(name);
    }
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(this.name+"正在跑");
    }
}
class Fish extends Animal implements ISwimming {
    //鱼会游泳
    public Fish(String name) {
        super(name);
    }
    @Override
    public void swim() {
        System.out.println(this.name+"正在游");
    }
}
``

```java
class Frog extends Animal implements IRunning,ISwimming {
    //青蛙会跑也会游

    public Frog(String name) {
        super(name);
    }
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(name+"正在跑");
    }

    @Override
    public void swim() {
        System.out.println(name+"正在游");
    }
}

注意:一个类实现多个接口时,每个接口中的抽象方法都要实现,否则类必须设置为抽象类。
有了接口之后, 类的使用者就不必关注具体类型,而只关注某个类是否具备某种能力.

//我们实现一个方法,我们不用管到底是什么动物,只要会跑就可以调用.
public static void run(IRunning iRunning) {
        iRunning.run();
    }
//这里我们写一个机器人类
class Robot implements IRunning {
    public String name;
    public Robot(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(name + "正在跑");
    }
}
 public static void main(String[] args) {
        run(new Cat("喵喵"));
        run(new Robot("机器人"));
    }

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在这里我们不用管是不是动物,只要具有这个功能即可调用.

四、接口实现实例

我们对Person类型数组进行排序.

class Person {
    public String name;
    public int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}
 public static void main(String[] args) {
        Person[] person = {new Person("张三",18),new Person("lisi",20),new Person("wangwu",21)};
        Arrays.sort(person);
        System.out.println(Arrays.toString(person));
    }

我们这里对Person数组进行排序,根据的是name,还是age?
在这里插入图片描述万字详解java接口_第14张图片
在系统的排序的方法中会将数组类型强制转换为Comparable,但我们的Person未实现Comparable接口,所以会报类转换异常.
那让母后我们来让Person类实现Comparable功能.
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我们在实现Comparable功能时,系统提示我们必须实现compareTo方法.

@Override
    public int compareTo(Person o) {
        if(this.age > o.age) {
            return 1;
        }else if(this.age < o.age) {
            return -1;
        }else {
            return 0;
        }
    }

现在我们试着排序一些Person数组
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我们可以发现Person数组已经能够根据age进行排序了.
这时候有同学就要问了:
在这里插入图片描述
这里为什么要这样书写,其实这个的Person是一个泛型,但大家不用去研究它,我们来看一下String的源码.
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我们可以发现也是这样写的,我们只需要模仿就行了.
大家想一下要是不想按age排序了,现在想实现按照name排序,那么我们该怎么去写?
直接去修改CompareTo方法吗?这里CompareTo已经被其他程序调用过了,我们直接修改会造成程序紊乱,我们可以这样写:

class NameComparator implements Comparator<Person> {
    @Override
    public int compare(Person o1, Person o2) {
        return o1.name.compareTo(o2.name);
    }
}
public static void main(String[] args) {
        Person[] person = {new Person("zhangsan",18),new Person("lisi",20),new Person("wangwu",21)};
        NameComparator nameComparator = new NameComparator();
        Arrays.sort(person,nameComparator);
        System.out.println(Arrays.toString(person));
    }

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我们可以写一个类去实现Comparator接口去指定比较对象的内容.
我们这里自己写一个冒泡排序,去按照Person的age去排序

public static void BubbleSort(Comparable[] arr) {
        for (int i = 0; i < arr.length-1; i++) {
            for (int j = 0; j < arr.length-1-i; j++) {
                if(arr[j].compareTo(arr[j+1]) > 0) {
                    Comparable tmp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j+1];
                    arr[j+1] = tmp;
                }
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Person[] person = {new Person("zhangsan",18),new Person("lisi",20),new Person("wangwu",21)};
        BubbleSort(person);
        System.out.println(Arrays.toString(person));
    }

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五、Clonable实现深浅拷贝

当我们想实现对象的拷贝时,我们就需要实现Clonable接口.

//定义一个学生类
class Student implements Cloneable {
    public String name;

}

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我们可以发现Clonable接口是一个空接口,也可以称作标记接口.

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我们发现Student类实现了Clonable接口但还是不能克隆.
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我们在底层发现,clone()方法是protected修饰的,不同包只能通过子类super.调用,所以我们在Student必须重写这个方法.

class Student implements Cloneable {
    public String name;

     @Override
     protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
         return super.clone();
     }
 }

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我们重写之后发现,还是不能调用clone()方法,我们继续看底层代码.
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我们可以发现父类抛了一个异常,那么我们也必须加上.
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因为它返回的是一个Object类型的,我们必须强制转换为Student类型.

public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Student student = new Student();
        student.name = "张三";
        Student student1 = (Student) student.clone();
    }
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Student student = new Student();
        student.name = "张三";
        Student student1 = (Student) student.clone();
        System.out.println(student);
        System.out.println(student1);
    }

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我们打印了一下对象,这时候Student对象已经克隆成功,但这里只是浅拷贝.
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class IScore {
    double score;
}
 class Student implements Cloneable {
    public String name;
    public IScore iScore = new IScore();

     @Override
     protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
         return super.clone();
     }

     @Override
     public String toString() {
         return "Student{" +
                 "name='" + name + '\'' +
                 '}';
     }
 }
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Student student = new Student();
        student.name = "张三";
        Student student1 = (Student) student.clone();
        student.iScore.score = 100;
        System.out.println("student: "+student.iScore.score);
        System.out.println("student1: "+student1.iScore.score);
    }

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我们可以发现在克隆后,修改student的score,student1的score也被修改了.
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我们发现,两个对象指向了同一块Score,所以我们要将Score也进行克隆.

class IScore implements Cloneable{
    double score;

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}
 class Student implements Cloneable {
    public String name;
    public IScore iScore = new IScore();

     @Override
     protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
         Student student = (Student)super.clone();
         student.iScore = (IScore)this.iScore.clone();
         return student;
     }
     }

万字详解java接口_第25张图片
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这样就可以实现深拷贝.

六、抽象类与接口的区别

1、抽象类中可以包含普通方法,但接口中只能包含public与abstract方法(JDK 1.8之前),JDK1.8之后允许接口中出现default方法;
2、抽象类中的成员变量没有访问权限的限制,但接口中的变量只能被public static final修饰;
3、一个接口可以继承多个接口,但一个类只能有一个父类,类可以实现多个接口;
4、抽象类是对一类事物的抽象,接口则是对行为的抽象。一个类继承一个抽象类代表“是不是”的关系,而一个类实现一个接口则表示“有没有”的关系。
核心区别: 抽象类中可以包含普通方法和普通字段, 这样的普通方法和字段可以被子类直接使用(不必重写), 而接口中不能包含普通方法, 子类必须重写所有的抽象方法.

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