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Java中介面的作用是什麼?

WBOY
發布: 2023-04-26 14:28:07
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1. 什麼是抽象類別

在講解介面之前,抽象類別是繞不過去的一個概念,介面可以認為是比抽象類別還要抽象的類別。

什麼是抽象類別? 「包含一個或多個抽象方法的類別就是抽象類,抽象方法即沒有方法體的方法」,抽象方法和抽象類別都必須宣告為 abstract#。例如:

<code>// 抽象类<br>public abstract class Person {<br>    // 抽象方法<br> public abstract String getDescription();<br>}</code>
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記得! 「除了抽象方法之外,抽象類別還可以包含具體資料和具體方法」。例如, 抽象類別 Person 也保存姓名和一個回傳姓名的具體方法:

<code>public abstract class Person{<br>    private String name;<br>    public Person(String name){<br>     this.name = name ;<br>    }<br>    public abstract String getDescription();<br>    public String getName(){<br>     return name;<br>    }<br>}</code>
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❝  

許多程式設計師都會「錯誤」的認為,在抽象類別中不能包含具體方法。其實這也是介面和抽象類別的不同之處,介面中是不能包含具體方法的。

❞  

「抽象類別不能被實例化」。也就是說,如果將一個類別宣告為 abstract, 就不能建立這個類別的物件。

<code>new Person("Jack"); // Error</code>
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可以定義一個抽象類別的物件變量, 但是它只能引用非抽象子類別的物件。假設 Student 類別是 Person 的非抽象子類別:

<code>Person p = new Student("Jack"); // Right</code>
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所謂非抽象子類別就是說,如果建立一個繼承抽象類別的子類別並為之建立對象,那麼就「必須為父類別的所有抽象方法提供方法定義」。如果不這麼做(可以選擇不做),子類別仍然是抽象類,編譯器會強制我們為新類別加上 abstract 關鍵字。

下面定義擴展抽象類別 Person 的具體子類別 Student

<code>public class Student extends Person { <br>    private String major; <br>    public Student(String name, String major) { <br>        super(name); <br>        this.major = major; <br>    } <br>    @Override<br>    public String getDescription(){ // 实现父类抽象方法<br>     return "a student majoring in " + major; <br>    } <br>} </code>
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在 Student 類別中實現了父類別中的抽象方法 getDescription 。因此,「在 Student類別中的全部方法都是非抽象的, 這個類別不再是抽象類別」

???? 呼叫如下:

<code>Person p = new Student("Jack","Computer Science");<br>p.getDescription();<br></code>
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由於無法建構抽象類別 Person的對象, 所以變數 p 永遠不會引用 Person 對象, 而是引用諸如 Student這樣的特定子類別對象, 而這些物件中都重寫了 getDescription方法。 

2. 什麼是介面

介面的本質其實也是一個類,而且是比抽象類別還要抽象的類別。怎麼說呢?抽象類別是能夠包含具體方法的,而介面杜絕了這個可能性,「在 Java 8 之前,介面非常純粹,只能包含抽象方法,也就是沒有方法體的方法」。而 Java 8 中介面出現了些許的變化,開始允許介麵包含預設方法和靜態方法,這個下文會講解。

Java 使用關鍵字 interface 而不是 class 來建立介面。和類別一樣,通常我們會在關鍵字 interface 前加上 public 關鍵字,否則介面只有套件存取權限,只能在介面相同的套件下才能使用它。

<code>public interface Concept {<br>    void idea1();<br>    void idea2();<br>}</code> 
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同樣的,介面中既然有抽象方法,那麼他就需要被擴充(繼承)。使用 implements 關鍵字讓一個類別擴充某個特定介面(或一組介面),簡單來說:介面只是外形,現在這個擴充子類別要說明它是如何運作的。

<code>class Implementation implements Concept {<br>    @Override<br>    public void idea1() {<br>        System.out.println("idea1");<br>    }<br>    <br>    @Override<br>    public void idea2() {<br>        System.out.println("idea2");<br>    }<br>}<br></code>
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這裡要注意的是,你可以選擇明確地宣告介面中的方法為 public,但是「即使你不這麼做,它們也是 public  的」。所以當實作一個介面時,來自介面中的方法必須定義為 public。否則,它們只有套件存取權限,這樣在被繼承時,它們的可存取權限就被降低了,這是 Java 編譯器所不允許的。

另外,介面中是允許出現常數的,與介面中的方法都自動地被設定為 public—樣,「介面中的域將會自動被設定為 public static final 類型」,例如:

<code>public interface Concept {<br> void idea1(); // public void idea1();<br>    // 静态属性<br> double item = 95; // a public static final constant<br>}</code> 
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❝  

可以將介面方法標記為 public,將網域標記為  public static final。有些程式設計師出於習慣或提高清晰度的考慮, 願意這樣做。但Java 語言規格卻「建議不要書寫這些多餘的關鍵字」

❞  

3. 介面的特性

介面和類別其中不同的一點就是,我們「無法像類別一樣使用 new 運算子來實例化一個介面」

<code>x = new Concept(. . .); // ERROR</code> 
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原因也很簡單,介面連具體的建構方法都沒有,肯定是無法實例化的。

當然, 儘管不能建構介面的對象,宣告介面的變數還是可以的:

<code>Concept x; // OK</code> 
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接口变量必须引用实现了接口的类对象:

<code>x = new Implementation(. . .); // OK provided Implementation implements Concept</code> 
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接下来, 如同使用 instanceof 检查一个对象是否属于某个特定类一样, 也可以使用 instanceof检查一个对象是否实现了某个特定的接口:

<code>if(x instanceof Concept){<br> ...<br>}</code> 
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另外,与可以建立类的继承关系一样,「接口也可以被继承」

<code>public interface Concept1 {<br>    void idea1();<br>    void idea2();<br>}<br><br>-------------------------------------------<br>    <br>public interface Concept2 extends Concept1{<br> double idea3();<br>}</code> 
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当然,读到这里大家可能依然无法理解,既然有了抽象类,为什么 Java 程序设计语言还要不辞辛苦地引入接口这个概念?

很重磅!因为「一个类可以实现多个接口,但是一个类只能继承一个父类」。正是接口的出现打破了 Java 这种单继承的局限,为定义类的行为提供了极大的灵活性。

<code>class Implementation implements Concept1, Concept2 // OK</code> 
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有一条实际经验:在合理的范围内尽可能地抽象。显然,接口比抽象类还要抽象。因此,一般更倾向使用接口而不是抽象类。

4. Java 8 接口新特性

上文提过一嘴,「在 Java 8 中,允许在接口中增加静态方法和默认方法」。理论上讲,没有任何理由认为这是不合法的,只是这有违于将接口作为抽象规范的初衷。举个例子:

<code>public interface Concept {<br>    // 静态方法<br> public static void get(String name){<br>     System.out.println("hello " + name);<br>    }<br>    // 默认方法<br>    default void idea1(){<br>        System.out.println("this is idea1");<br>    };<br>}</code> 
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用 default 修饰符标记的方法就是默认方法,这样子类就不需要去实现这个方法了。

不过,引入默认方法后,就出现了一个「默认方法冲突」的问题。如果先在一个接口 A 中将一个方法 idea 定义为默认方法, 然后又在另一个接口 B 或者超类 C 中定义了同样的方法  idea,然后类 D 实现了这两个接口 A 和 B(或超类 C)。于是类 D 中就有了方法 idea 的两个默认实现,出现了冲突,为此,Java 制定了一套规则来解决这个二义性问题:

1 )  「超类优先」。如果超类提供了一个具体方法,接口中的同名且有相同参数类型的默认方法会被忽略。

2 )  「接口冲突」。如果一个父类接口提供了一个默认方法,另一个父类接口也提供了一个同名而且参数类型相同的方法,子类必须覆盖这个方法来解决冲突。例如:

<code>interface A {<br> default void idea(){<br>  System.out.println("this is A");<br> }<br>}<br><br>interface B {<br> default void idea(){<br>  System.out.println("this is B");<br> }<br>}<br><br>// 需要在 D 类中覆盖 idea 方法<br>class D implements A, B{<br>    public void getName(){<br>     System.out.println("this is D");<br>    }<br>}</code> 
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现在假设 B接口没有为 idea 提供默认实现:

<code>interface B {<br> void idea();<br>}</code> 
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那么 D 类会直接从 A 接口继承默认方法吗?这好像挺有道理, 不过,Java 设计者更强调一致性。两个接口如何冲突并不重要,「只要有一个接口提供了一个默认实现,编译器就会报告错误, 我们就必须解决这个二义性」

当然,如果两个接口都没有为共享方法提供默认实现, 那么就与 Java 8 之前的情况一样,这里不存在冲突。

5. 接口存在的意义

在我自己早期学习编程的时候,对接口存在的意义实在困惑,我自己乱写代码的时候基本上不可能意识到需要去写接口,不知道接口到底有什么用,为什么要定义接口,感觉定义接口只是提前做了个多余的工作。

其实不是,定义接口并非多余,「接口是用来提供公用的方法,规定子类的行为的」。举个例子,让大家直观的感受下接口的作用:

比如有个网站, 需要保存不同客户的信息, 有些客户从 Web 网站来, 有些客户从手机客户端来, 有些客户直接从后台管理系统录入。假设不同来源的客户有不同的处理业务流程, 这个时候我们定义接口来提供一个保存客户信息的方法,然后不同的平台实现我们这个保存客户信息的接口,以后保存客户信息的话, 我们只需要知道这个接口就可以了,具体调用的方法被封装成了黑盒子,这也就是 Java 的多态的体现,「接口帮助我们对这些有相同功能的方法做了统一管理」

以上是Java中介面的作用是什麼?的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!

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來源:yisu.com
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