Java十分鐘精通介面的使用與原理

2022-03-12 19:00:03

何為介面？

官方解釋：

Java內的介面是一系列方法的宣告，是一些方法特徵的集合，一個介面只有方法的特徵沒有方法的實現，因此這些方法可以在不同的地方被不同的類實現，而這些實現可以具有不同的行為（功能）。

個人理解解釋：

其實介面可以理解為一種特殊的類，這個類裡面全部是由全域性常數和**公共的抽象方法（需要重寫）所組成。介面是解決Java無法使用多繼承的一種手段。我們可以把介面理解為是一個100%的抽象類，既介面中的方法必須全部是抽象方法。反正介面裡面都是方法，但是沒有方法體，其他類實現這個介面後重寫方法體即可。

為什麼要用介面

介面被用來描述一種抽象。
Java可以通過實現介面來彌補一個類不能多繼承的侷限
介面也被用來實現解耦
介面被用來實現抽象，而抽象類也被用來實現抽象，為什麼一定要用介面呢？介面和抽象類之間又有什麼區別呢？原因是抽象類內部可能包含非final的變數，但是在介面中存在的變數一定是final，public,static的。

介面怎麼寫？

建立介面的關鍵字：interface

實現介面的關鍵字：implements

public interface StudentTest {   //StudentTest:介面名稱
     
    public void Study();      //介面內的方法，在介面內不提供方法體。
}
//這就是一個簡單的介面

實現介面：

public class student implements StudentTest{
    
    @Override
    public void Study(){
        System.out.println("我繼承了StudentTest，並重寫了介面內的Study方法");
    }
}

//測試類
public class TestMain {
    public static void main(String[] args) {
        student s = new student();
        s.Study();
    }
}

//輸出：我繼承了StudentTest，並重寫了介面內的Study方法

//程式碼解釋：
//1、用interface建立StudentTest介面，介面內有Study方法
//2、新建student類，用implements實現StudentTest介面
//3、重寫Study()方法
//4、測試類測試

注意：實現一個介面，需要重寫這個介面裡面的所有方法！！！！

上述程式碼和解釋完成了對介面的初步理解，下面我們對介面有個進一步的理解：

進一步理解介面：

在生活中，我們都有U盤，若要在電腦上對U盤進行讀取和寫入，我們需要使用USB介面。一臺電腦有多個USB介面，所以我們先定義兩個USB介面，並且有兩個方法，分別是讀取和寫入：

//第一個USB介面
public interface USB1 {   
    public void read_1();  //讀取方法
    public void write_1();  //寫入方法
}


//第二個USB介面
public interface USB2 {
    public void read_2();  //第二個U盤的方法
    public void write_2();
}

然後我們有一個U盤，因為U盤使用的是標準USB介面，所以兩個USB介面我們都可以進行讀取和寫入，U盤類就實現了USB1和USB2兩個介面，並重寫了方法：

package instance_test;

public class YOUPAN implements USB1,USB2{
    @Override
    public void read_1() {
            System.out.println("這是用第一個USB的讀取介面");
    };

    @Override
    public void write_1() {
            System.out.println("這是用第一個USB的寫入介面");
    };

    @Override
    public void read_2() {
            System.out.println("這是用第二個USB的讀取介面");

    };

    @Override
    public void write_2() {
            System.out.println("這是用第二個USB的寫入介面");
        };

    }

//意思是U盤只要符合USB介面標準，使用任意一個都可以操作方法

然後我們開始使用兩個介面：

測試類：

public class Test_Main {
    public static void main(String[] args) {
        YOUPAN y = new YOUPAN();
        y.read_1();
        y.write_1();
        y.read_2();
        y.write_2();
    }
}

結果：

/*
這是用第一個USB的讀取介面
這是用第一個USB的寫入介面
這是用第二個USB的讀取介面
這是用第二個USB的寫入介面
*/

然後我們現在有一部手機，有根傳輸線，傳輸線兩頭分別是USB和Type_C，若要用傳輸線對手機進行充電和更新資料，就同時要實現USB和Type_C兩個介面，所以我們新建一個Type_C介面：

public interface Type_C {     //Type_C介面

    public void Charge();    //充電
    public void Update();   //更新資料

}

然後新建一個手機類，有根傳輸線，並且實現了USB介面和Type_C介面：

public class phone implements USB1,Type_C{   //傳輸線實現 USB1,Type_C介面
    
    @Override
    public void read_1() {
    	System.out.println("手機用第一個USB的介面和")
	    //傳輸線使用USB介面的同時，會給一句提示語
    }
	
	
    @Override
    public void write_1() {
    	System.out.println("手機用第一個USB的介面和")
    }

    @Override
    public void Charge(){
        System.out.println("使用Type_C介面充電");
        //傳輸線使用Type_C介面的同時，會給一句提示語
    }

    @Override
    public void Update(){
        System.out.println("使用Type_C介面更新資料");
    }

}

接著測試手機類：

public class Test_Main {
    public static void main(String[] args) {

        phone p = new phone();

        p.read_1();
        p.Charge();
        System.out.println("----------------");
        p.read_1();
        p.Update();
    }
}

結果：

/*
手機用第一個USB的介面和
使用Type_C介面充電
----------------
手機用第一個USB的介面和
使用Type_C介面更新資料

*/

這樣一個類就實現了對多個介面的實現，恰恰解決了Java中類不能繼承多個父類別的侷限性！！

介面的總結：

不能直接範例化介面，因為介面內方法都是抽象的，沒有方法體，需重寫
一個類可以實現多個介面
一個類如果要實現某個介面的話，那麼它必須要實現這個介面中的所有方法
介面中所有的方法都是抽象的和public的，所有的屬性都是public、static、final的
介面用來彌補類無法實現多繼承的侷限
介面也可以用來實現解耦（關於解耦可以參考這篇文章：解耦的理解）
介面也可以繼承，並且可以多繼承（沒錯，介面可以多繼承！）

public interface USB3 extends USB1,USB2{
} //這句多繼承語法是OK的

大家看到這裡，已經知道介面也是一個抽象的，那麼介面和抽象類有什麼區別呢？

介面和抽象類的區別（這也是面試題，整理自網際網路）：

抽象類和介面的對比：

抽象類是用來捕捉子類的通用特性的。介面是抽象方法的集合。
從設計層面來說，抽象類是對類的抽象，是一種模板設計，介面是行為的抽象，是一種行為的規範。

兩者的相同點：

介面和抽象類都不能範例化
都位於繼承的頂端，用於被其他實現或繼承
都包含抽象方法，其子類都必須覆寫這些抽象方法

兩者不同點：

備註：：Java8中介面中引入預設方法和靜態方法，以此來減少抽象類和介面之間的差異。現在，我們可以為介面提供預設實現的方法了，並且不用強制子類來實現它。介面和抽象類各有優缺點，在介面和抽象類的選擇上，必須遵守這樣一個原則：

行為模型應該總是通過介面而不是抽象類定義，所以通常是優先選用介面，儘量少用抽象類
選擇抽象類的時候通常是如下情況：需要定義子類的行為，又要為子類提供通用的功能。

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Java十分鐘精通介面的使用與原理

何為介面？

介面怎麼寫？

介面的總結：

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