Java基礎教程(17)--介面
就像類一樣,介面也是引用型別。它可以包含常量,方法簽名,預設方法,靜態方法和巢狀型別。在介面中,只有預設方法和靜態方法有方法體。但不同於類,介面無法例項化,它只能被類實現或被其他介面繼承。
一.定義介面
介面的定義由修飾符、關鍵字interface、介面名、extends關鍵字和若干繼承的父介面(如果有的話)以及介面體組成,語法如下(方括號表示可選內容):
public interface DoIt [extends Interface1, Interface2] { void doSomething (int i, double x); int doSomethingElse(String s); }
public修飾符代表這個介面可以在任何地方使用。如果沒有指定介面是public的,那麼這個介面只能在定義這個介面的包中使用。
一個介面可以繼承其他介面,就像一個類可以繼承另外一個類一樣。不同的是,一個類只能繼承一個父類,而一個介面可以繼承多個介面。
介面體包含了若干個抽象方法,從Java8之後,介面中還可以包含預設方法和靜態方法。抽象方法後直接跟分號,沒有大括號,因為抽象方法不包含實現。預設方法使用default關鍵字定義,靜態方法使用static關鍵字定義。介面中的所有方法都預設且必須是public的,因此可以省略方法前的public。
此外,介面可以包含常量宣告。在介面中定義的所有常量都預設是public,static和final的,因此可以省略這些修飾符。
二.實現介面
要實現介面,需要在定義類時在類名後面使用implements關鍵字,然後跟著以逗號分隔的要實現的介面列表。按照慣例,如果類既繼承了父類,又實現了介面,implements語句應該放在extends語句後面。
下面定義了一個USB介面:
public interface USB {
void read();
void write();
}
如果一個類實現了某個介面,則它必須實現這個介面中所有的抽象方法。假設現在我們要定義一個U盤類,它需要實現USB介面,那麼它必須實現USB介面中定義的read和write方法:
public class UDisk implements USB { @Override public void read() { System.out.println("Reading UDisk..."); } public void write() { System.out.println("Writing UDisk..."); } }
當定義了一個新的介面時,實際上就是定義了一個新的引用資料型別。如果定義了一個介面型別的變數,則這個變數只能引用實現了這個介面的類的例項。例如:
USB usb = new UDisk();
三.介面中的靜態方法
和類一樣,介面也可以有靜態方法。不同的是,在類中,既可以通過定義靜態方法的類及其子類呼叫靜態方法,也可以通過該類和子類的例項呼叫靜態方法(可以但不推薦);在介面中,則只能通過定義靜態方法的介面去呼叫靜態方法,而不能通過實現它的類及其例項呼叫靜態方法。介面的靜態方法僅對於介面本身可見。例如下面的介面:
public interface Bar {
static void foo() {
System.out.println("I'm a static method.");
}
}
可以通過Bar.foo()的形式呼叫這個靜態方法。假設有個BarImpl實現了這個介面,那麼無論是BarImpl.foo()或new BarImpl().foo()都會產生編譯錯誤,因為這個靜態方法對它們來說是不可見的。
四.預設方法
從Java8之後,可以為介面中的方法提供一個預設實現。使用關鍵字default來表示這是一個預設方法。例如:
public interface Comparable<T> {
default int compareTo(T other) {
return 0;
}
}
當然,這裡的預設方法並沒有太大用處,因為Comparable的每一個實現類都要覆蓋這個方法。不過有些情況下,預設方法可能很有用。如果希望在發生滑鼠點選事件時得到通知,就要實現一個包含5個方法的介面:
public interface MouseListener {
void mouseClicked(MouseEvent event);
void mousePressed(MouseEvent event);
void mouseReleaseed(MouseEvent event);
void mouseEntered(MouseEvent event);
void mouseExited(MouseEvent event);
}
大多數情況下,我們只關心其中的一兩個事件。可以將所有方法宣告為預設方法,這些預設方法什麼也不做:
public interface MouseListener {
default void mouseClicked(MouseEvent event) {}
default void mousePressed(MouseEvent event) {}
default void mouseReleaseed(MouseEvent event) {}
default void mouseEntered(MouseEvent event) {}
default void mouseExited(MouseEvent event) {}
}
這樣一來,實現這個介面時,只需要覆蓋真正關心的事件方法就可以了。
預設方法可以呼叫其他的預設方法、靜態方法和抽象方法。例如,Collection介面可以定義一個便利方法:
public interface Collection {
int size();
default boolean isEmpty() {
return size() == 0;
}
}
這樣在實現Collection介面時就不用操心isEmpty方法了。
預設方法的一個重要用法是“介面演化”。以Collection介面為例,這個介面作為Java的一部分已經很多年了。後來,在Java8中,又為這個介面增加了一個stream方法。假設stream不是一個預設方法,那麼其他已經實現了Collection介面的類將不能編譯,因為要實現介面就必須實現介面所有的抽象方法。這樣一來,就要修改其他所有已經實現了Collection介面的類的程式碼,這顯然不是我們願意看到的。
不過,如果我們為stream方法提供預設實現,那麼問題就迎刃而解了。其他已經實現了Collection介面的類不用做任何修改,就可以通過編譯,而且還可以在這些類的例項上呼叫stream方法。如果真的有部分類需要重新定義stream方法而不是使用預設的stream方法,那麼工作量也會小很多。
下面來討論預設方法的繼承問題。當一個介面繼承一個包含預設方法的介面時,可以執行以下操作:
- 不做任何修改,完全繼承父介面的預設方法;
- 重新宣告這個預設方法,使它變成抽象方法;
- 重寫這個預設方法。
執行第1種和第3種操作時,介面的實現類既可以選擇使用預設的實現,也可以覆蓋這個預設的方法。但執行第2種操作時,則必須實現這個抽象方法。
如果先在一個介面中將一個方法定義為預設方法,然後在父類或另外一個介面中定義了相同的方法,JVM會怎麼選擇呢?規則如下:
- 父類優先。如果父類提供了這個方法,則介面中同名的預設方法將會被忽略。
- 介面衝突。如果一個介面提供了預設方法,另一個介面也提供了相同的方法(方法名和引數都相同),那麼實現類必須覆蓋這個方法來解決衝突。