【Java学习笔记之二十二】解析接口在Java继承中的用法及实例分析

    一、定义

Java接口（Interface），是一系列方法的声明，是一些方法特征的集合，一个接口只有方法的特征没有方法的实现，因此这些方法可以在不同的地方被不同的类实现，而这些实现可以具有不同的行为（功能）。

 

接口定义的一般形式为：

[访问控制符]interface <接口名> {

类型标识符final 符号常量名n = 常数；

返回值类型  方法名([参数列表]);

      …

}

 

二、接口的特点

1、Java接口中的成员变量默认都是public,static,final类型的(都可省略),必须被显示初始化,即接口中的成员变量为常量(大写,单词之间用"_"分隔)

2、Java接口中的方法默认都是public,abstract类型的(都可省略),没有方法体,不能被实例化

3、Java接口中只能包含public,static,final类型的成员变量和public,abstract类型的成员方法

4、接口中没有构造方法,不能被实例化

5、一个接口不能实现(implements)另一个接口,但它可以继承多个其它的接口

6、Java接口必须通过类来实现它的抽象方法

7、当类实现了某个Java接口时,它必须实现接口中的所有抽象方法,否则这个类必须声明为抽象类

8、不允许创建接口的实例(实例化),但允许定义接口类型的引用变量,该引用变量引用实现了这个接口的类的实例

9、一个类只能继承一个直接的父类,但可以实现多个接口,间接的实现了多继承.

 

三、接口的用法

1、精简程序结构，免除重复定义

比如，有两个及上的的类拥有相同的方法，但是实现功能不一样，就可以定义一个接口，将这个方法提炼出来，在需要使用该方法的类中去实现，就免除了多个类定义系统方法的麻烦。

举例：鸟类和昆虫类都具有飞行的功能，这个功能是相同的，但是其它功能是不同的，在程序实现的过程中，就可以定义一个接口，专门描述飞行。

下图是分别定义鸟类和昆虫类，其都有飞行的方法。

 


         下图定义了接口，其类图如下：

 


实现代码如下：

 

1 interface   Flyanimal{
2    void fly();
3 }
4 class   Insect {
5    int  legnum=6;
6 }
7 class  Bird {
8   int  legnum=2;
9   void egg(){};
10 }
11 class Ant extendsInsect implements  Flyanimal {
12    public void fly(){
13        System.out.println("Ant can  fly");
14    }
15 }
16 classPigeon  extends Bird implements  Flyanimal {
17    public void fly(){
18        System.out.println("pigeon  can fly");
19    }
20    public void egg(){
21        System.out.println("pigeon  can lay  eggs ");
22    }
23 }
24 public classInterfaceDemo{
25    public static void main(String args[]){
26      Ant a=new Ant();
27      a.fly();
28      System.out.println("Ant's legs are"+ a.legnum);
29      Pigeon p= new Pigeon();
30     p.fly();
31      p.egg();
32   }
33 }

 

程序运行结果：

Ant can  fly

Ant'slegs  are 6

pigeon  can fly

pigeon  can lay  eggs

 

 

二、拓展程序功能，应对需求变化。

         假设一个学校接待方面的程序，招待不同身份的人的食宿问题，其对应规则如下：

身份	食	宿
学生	食堂	宿舍
教师	教师食堂	学校公寓
学生家长	招待所	招待所

理论上，当然可以对每个不同身份的人各定义一个对应的类，并实现各自的方法，但是观察这写类，可以归纳出其有一个共同的模板，即“人”的“食、宿”问题。这时候，就可以发挥接口的功能了。实现代码如下：

 

1 interfacePerson{
2     void eat();
3     void sleep();
4 }
5
6 class Studentimplements Person{
7     public void eat(){
8        System.out.println("学生去食堂吃饭！");
9     }
10     public void sleep(){
11        System.out.println("学生回寝室睡觉！");
12     }
13 }
14
15 class Teacherimplements Person{
16     public void eat(){
17        System.out.println("教师去教工餐厅吃饭！");
18     }
19     public void sleep(){
20        System.out.println("教师回学校公寓睡觉！");
21     }
22 }
23  class Parents implements Person{
24     publicvoid eat(){
25        System.out.println("家长去招待所饭馆吃饭！");
26     }
27     public void sleep(){
28        System.out.println("家长回招待所睡觉！");
29     }
30 }
31
32 public class PersonInterface{
33          public static void main(String[] args)
34          {
35                    Person p=new Student();
36                    p.eat();
37                    p.sleep();
38                    p=new Teacher();
39                    p.eat();
40                    p.sleep();
41                    p=new Parents();
42                    p.eat();
43                    p.sleep();
44          }
45 }

 

程序执行结果：

学生去食堂吃饭！

学生回寝室睡觉！

教师去教工餐厅吃饭！

教师回学校公寓睡觉！

家长去招待所饭馆吃饭！

家长回招待所睡觉！

 

现在需要添加一些功能，即现在需要添加“外宾、上级领导”两类角色，并且以后工具需要还要添加相应的身份角色的人进来，此时，只需要根据需要添加“外宾”类、“领导”类，而主类仍然可以拿来就用，无需进行更多的修改。此时就可以显示出接口的作用了。

在上面的程序中添加如下两个类即可。

 

1 class Foreign implements Person{
2     publicvoid eat(){
3        System.out.println("外宾去酒店吃饭！");
4     }
5     public void sleep(){
6        System.out.println("外宾回酒店睡觉！");
7     }
8 }
9
10 class Leader implements Person{
11     publicvoid eat(){
12        System.out.println("领导去宾馆吃饭！");
13     }
14     public void sleep(){
15        System.out.println("外宾回宾馆睡觉！");
16     }
17 }

 

而主函数中用法仍然一样。

 

下面给出完整的代码：

 

1 interfacePerson{
2     void eat();
3     void sleep();
4 }
5
6 class Studentimplements Person{
7     public void eat(){
8        System.out.println("学生去食堂吃饭！");
9     }
10     public void sleep(){
11        System.out.println("学生回寝室睡觉！");
12     }
13 }
14
15 class Teacherimplements Person{
16     public void eat(){
17        System.out.println("教师去教工餐厅吃饭！");
18     }
19     public void sleep(){
20        System.out.println("教师回学校公寓睡觉！");
21     }
22 }
23  class Parents implements Person{
24     publicvoid eat(){
25        System.out.println("家长去招待所饭馆吃饭！");
26     }
27     public void sleep(){
28        System.out.println("家长回招待所睡觉！");
29     }
30 }
31 class Foreign implements Person{
32     publicvoid eat(){
33        System.out.println("外宾去酒店吃饭！");
34     }
35     public void sleep(){
36        System.out.println("外宾回酒店睡觉！");
37     }
38 }
39
40 class Leader implements Person{
41     publicvoid eat(){
42        System.out.println("领导去宾馆吃饭！");
43     }
44     public void sleep(){
45        System.out.println("领导回宾馆睡觉！");
46     }
47 }
48
49 public class PersonInterface{
50          public static void main(String[] args)
51          {
52                    Person p=new Student();
53                    p.eat();
54                    p.sleep();
55                    p=new Teacher();
56                    p.eat();
57                    p.sleep();
58                    p=new Parents();
59                    p.eat();
60                    p.sleep();
61                    p=new Foreign();
62                    p.eat();
63                    p.sleep();
64                    p=new Leader();
65                    p.eat();
66                    p.sleep();
67          }
68 }

 

程序执行结果：

学生去食堂吃饭！

学生回寝室睡觉！

教师去教工餐厅吃饭！

教师回学校公寓睡觉！

家长去招待所饭馆吃饭！

家长回招待所睡觉！

外宾去酒店吃饭！

外宾回酒店睡觉！

领导去宾馆吃饭！

领导回宾馆睡觉！

 

举例二：

用来计算每一种交通工具运行1000公里所需的时间，已知每种交通工具的参数都是3个整数A、B、C的表达式。现有两种工具：

          Car 和Plane，其中Car 的速度运算公式为：A*B/C

         Plane 的速度运算公式为：A+B+C。

    如果增加第3种交通工具的时候，比如火车（Train）不必修改以前的任何程序，只需要编写新的交通工具的程序。

 

1 import java.lang.*;
2  interface Common {
3       double runTimer(doublea, double b, double c);
4            String getName(); //获取交通工具的名称
5 }
6
7  class Plane implementsCommon  {
8       public doublerunTimer(double a, double b, double c)  {
9             return (a+ b + c);
10       }
11            public String getName(){
12                    return"Plane";
13            }
14 }
15  class Car implements Common {
16       public doublerunTimer(double a, double b, double c) {
17             return ( a*b/c );
18       }
19             public String getName(){
20                    return"Car";
21            }
22 }
23
24 public class ComputeTime {
25
26       public static void main(Stringargs[])  {
27             double A=3;
28             double B=5;
29             double C=6;
30             double v,t;
31                             Commond=new Car();
32            v=d.runTimer(A,B,C);
33             t=1000/v;
34            System.out.println(d.getName()+"的平均速度: "+v+" km/h");
35            System.out.println(d.getName()+"的运行时间："+t+" 小时");
36                             d=newPlane();
37                             v=d.runTimer(10,30,40);
38                             t=1000/v;
39            System.out.println(d.getName()+"的平均速度: "+v+" km/h");
40             System.out.println(d.getName()+"的运行时间："+t+" 小时");
41       }
42 }

 

程序运行结果；

Car的平均速度: 2.5 km/h

Car的运行时间：400.0 小时

Plane的平均速度: 80.0 km/h

Plane的运行时间：12.5 小时