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Java介面詳解,抽象類與介面的區別及介面新特性

2020-09-16 00:48:41 後端開發

目錄

  • 1. 概述
  • 2. 定義格式
    • 常量
    • 抽象方法
    • 默認方法和靜態方法
    • 私有方法
  • 3. 基本的實作
    • 實作的概述
    • 抽象方法的使用
    • 默認方法的使用
    • 靜態方法的使用
    • 私有方法的使用
  • 4. 介面的多實作
    • 抽象方法
    • 默認方法
    • 靜態方法
    • 方法重名時的優先級問題
  • 5. 介面的多繼承
  • 6. 介面的其他特點
  • 7. 抽象類和介面的區別

1. 概述

介面,是Java語言中一種參考資料型別,是方法的集合,如果說類的內部封裝了成員變數、構造方法和成員方法,那么介面的內部主要就是封裝了方法,包含抽象方法(JDK 7及以前),默認方法和靜態方法(JDK 8),私有方法(JDK 9),

在Java中,介面表示一種規范/約束,要求實作者必須遵循該規范:用來約束使用者應該怎么做,繼承是一個"是不是"的關系,而介面實作則是 "能不能"的關系,是行為的抽象,

介面的定義,它與定義類方式相似,但是使用 interface 關鍵字,介面也是定義在 .java 檔案中的,它也會被編譯成 .class檔案,但一定要明確它并不是類,而是另外一種參考資料型別,

class 類名.java --> .class 檔案

interface 介面名.java --> .class 檔案

介面的使用,它不能創建物件,但是可以被實作(implements ,類似于被繼承),一個實作介面的類(可以看做是介面的子類),需要實作介面中所有的抽象方法,創建該類物件,就可以呼叫方法了,否則它必須宣告為抽象類,

2. 定義格式

介面只能使用 public abstract 關鍵字修飾,abstract 一般不寫,

public interface 介面名稱 {
    // 常量
    // 抽象方法   實作類必須全部重寫
    // 默認方法   實作類可以重寫,也可以直接使用
    // 靜態方法   介面名直接呼叫
    // 私有方法   本介面中,自己使用
}

public 關鍵字是常量、抽象方法、默認方法、靜態方法的默認修飾符,可以省略,

常量

介面中,無法定義成員變數,但是可以定義常量,其值不可以改變,默認使用 public static final 修飾,修飾符可省略

定義介面:

public interface LiveAble {
   int NUM0; // 錯誤,必須賦值  
   int NUM1 =10; // 正確,省去了默認修飾符 public static final
   public static final int NUM2= 100; // 正確,完整寫法
}

定義測驗類:

public class InterfaceDemo {
   public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Live.NUM1);
        System.out.println(Live.NUM2);
    }
}
輸出結果:
10
100

抽象方法

抽象方法:默認使用 public abstract 修飾,可以省略,該方法供子類實作使用,

代碼如下:

public interface InterfaceName {
     public abstract void method();
}

默認方法和靜態方法

默認方法:使用 public default 修飾,default 不可省略,有方法體,供子類呼叫或者子類重寫,

靜態方法:使用 public static 修飾,static 不可省略,有方法體,供介面直接呼叫,

代碼如下:

public interface InterfaceName {
     public default void method() {
        // 執行陳述句
    }
     public static void method2() {
        // 執行陳述句    
    }
}

私有方法

私有方法:使用 private 修飾,不可省略,供介面中的默認方法或者靜態方法呼叫,
代碼如下:

public interface InterfaceName {
    private void method() {
        // 執行陳述句
    }
}

3. 基本的實作

實作的概述

類與介面的關系為實作關系,即類實作介面,該類可以稱為介面的實作類,也可以稱為介面的子類,實作的動作類似繼承,格式相仿,只是關鍵字不同,實作使用 implements 關鍵字,

非抽象子類實作介面:

  1. 必須重寫介面中所有抽象方法,
  2. 繼承了介面的默認方法,既可以直接呼叫,也可以重寫,

實作格式:

class 類名 implements 介面名 {
    // 重寫介面中抽象方法【必須】
  	// 重寫介面中默認方法【可選】
} 

抽象方法的使用

必須全部實作,代碼如下:

定義介面:

public interface LiveAble {
    // 定義抽象方法
    public abstract void eat();
    public abstract void sleep();
}

定義實作類:

public class Animal implements LiveAble {
    
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("吃東西");
    }

    @Override
    public void sleep() {
        System.out.println("晚上睡覺");
    }
}

定義測驗類:

public class InterfaceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 創建子類物件  
        Animal a = new Animal();
        // 呼叫實作后的方法
        a.eat();
        a.sleep();
    }
}
輸出結果:
吃東西
晚上睡

默認方法的使用

可以繼承,可以重寫,二選一,但是只能通過實作類的物件來呼叫,

  1. 繼承默認方法,代碼如下:

定義介面:

public interface LiveAble {
    public default void fly(){
        System.out.println("天上飛");
    }
}

定義實作類:

public class Animal implements LiveAble {
	// 繼承,什么都不用寫,直接呼叫
}

定義測驗類:

public class InterfaceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 創建子類物件  
        Animal a = new Animal();
        // 呼叫默認方法
        a.fly();
    }
}
輸出結果:
天上飛
  1. 重寫默認方法,代碼如下:

定義介面:

public interface LiveAble {
    public default void fly(){
        System.out.println("天上飛");
    }
}

定義實作類:

public class Animal implements LiveAble {
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("自由自在的飛");
    }
}

定義測驗類:

public class InterfaceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 創建子類物件  
        Animal a = new Animal();
        // 呼叫重寫方法
        a.fly();
    }
}
輸出結果:
自由自在的飛

靜態方法的使用

介面中的靜態方法只能使用介面名呼叫,實作類不能重寫,不可以通過實作類的類名或者實作類的物件呼叫,代碼如下:

定義介面:

public interface LiveAble {
    public static void run(){
        System.out.println("跑起來~~~");
    }
}

定義實作類:

public class Animal implements LiveAble {
	// 無法重寫靜態方法
}

定義測驗類:

public class InterfaceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // Animal.run(); // 【錯誤】無法繼承方法,也無法呼叫
        LiveAble.run(); // 
    }
}
輸出結果:
跑起來~~~

私有方法的使用

  • 私有非靜態方法:只有默認方法可以呼叫;解決多個默認方法之間重復代碼問題
  • 私有靜態方法:默認方法和靜態方法可以呼叫,解決多個靜態方法之間重復代碼問題

因為是私有的,所以子介面和實作類不能覆寫重寫,

如果一個介面中有多個默認方法,并且方法中有重復的內容,那么可以抽取出來,封裝到私有方法中,供默認方法去呼叫,從設計的角度講,私有的方法是對默認方法和靜態方法的輔助,

定義介面:

public interface LiveAble {
    default void func(){
        func1();
        LiveAble.func2();
    }
    private void func1(){
        System.out.println("func1~~~");
    }
    private static void func2(){
        System.out.println("func2~~~");
    }
}

4. 介面的多實作

之前學過,在繼承體系中,一個類只能繼承一個父類,而對于介面而言,一個類是可以實作多個介面的,這叫做介面的多實作,并且,一個類能繼承一個父類,同時實作多個介面,

實作格式:

修飾符 class 類名 [extends 父類名] implements 介面名1, 介面名2, 介面名3... {
    // 重寫介面中抽象方法【必須】
  	// 重寫介面中默認方法【不重名時可選】
} 

抽象方法

介面中,有多個抽象方法時,實作類必須重寫所有的抽象方法,如果多個介面的抽象方法有重名的,只需要重寫一次,代碼如下:

定義多個介面:

interface A {
    public abstract void showA();
    public abstract void show();
}

interface B {
    public abstract void showB();
    public abstract void show();
}

定義實作類:

public class C implements A, B{
    @Override
    public void showA() {
        System.out.println("showA");
    }

    @Override
    public void showB() {
        System.out.println("showB");
    }

    @Override
    public void show() {
        System.out.println("show");
    }
}

默認方法

介面中,有多個默認方法時,實作類都可繼承使用,如果多個介面的默認方法有重名的,必須重寫一次,代碼如下:

定義多個介面:

interface A {
    public default void methodA(){}
    public default void method(){}
}

interface B {
    public default void methodB(){}
    public default void method(){}
}

定義實作類:

public class C implements A,B{
    @Override
    public void method() {
        System.out.println("method");
    }
}

靜態方法

多個介面中,存在同名的靜態方法并不會沖突,原因是只能通過各自介面名訪問靜態方法,

public interface MyInterface {
    public static void inter(){
        system.out.println("介面靜態方法");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args){
        //介面名直接呼叫
        MyInterface.inter();
    }
}

方法重名時的優先級問題

當一個類,既繼承一個父類,又實作若干個介面時,若父類中的成員方法與介面中的默認方法重名且子類中未重寫,子類就近選擇執行父類的成員方法,代碼如下:
定義介面:

interface A {
    public default void methodA() {
        System.out.println("AAAAAAAAAAAA");
    }
}

定義父類:

class B {
    public void methodA() {
        System.out.println("BBBBBBBBBBBB");
    }
}

定義子類:

class C extends B implements A {
    // 未重寫methodA方法  
}

定義測驗類:

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        C c = new C();
        c.methodA();
    }
}
輸出結果:
BBBBBBBBBBBB

5. 介面的多繼承

一個介面能繼承另一個或者多個介面,這和類之間的繼承比較相似,介面的繼承使用 extends 關鍵字,子介面繼承父介面的方法,如果父介面中的默認方法有重名的,那么子介面需要重寫一次,代碼如下:

定義父介面:

interface A {
    public default void method(){
        System.out.println("AAAAAAAAAAAAAAAAAAA");
    }
}

interface B {
    public default void method(){
        System.out.println("BBBBBBBBBBBBBBBBBBB");
    }
}

定義子介面:

interface C extends A,B {
    @Override
    public default void method() {
        System.out.println("CCCCCCCCCCCCCCCCCCC");
    }
}

子介面重寫默認方法時,default關鍵字必須保留,
子類重寫默認方法時,default關鍵字不可以保留,

介面解決了其他語言中多繼承的弊端,將多繼承這種機制在java中通過多實作來完成:

  1. 多繼承的弊端:當多個父類中有相同功能時,子類呼叫會產生不確定性,核心原因就是在于多繼承父類中方法有主體,而導致呼叫運行時,不確定運行哪個主體內容,

  2. 為什么多實作能解決這種沖突?:因為介面中的功能都沒有方法體,需要由子類來明確,

6. 介面的其他特點

介面沒有構造器、代碼塊,因為介面中沒有類變數和實體變數需要初始化,只有常量

介面不能直接實體化創建物件,因為沒有構造器

7. 抽象類和介面的區別

通過實體進行分析和代碼演示抽象類和介面的用法,

1、舉例:

? 犬:

? 行為:

? 吼叫;

? 吃飯;

? 緝毒犬:

? 行為:

? 吼叫;

? 吃飯;

? 緝毒;

2、思考:

? 由于犬分為很多種類,他們吼叫和吃飯的方式不一定相同,在描述的時候不能具體化,也就是吼叫和吃飯的行為不能明確,當描述行為時,行為的具體動作不能明確,這時,可以將這個行為寫成抽象行為,那么這個類也就是抽象類,

? 可是當緝毒犬有其他額外功能時,而這個功能并不在這個事物的體系中,這時可以讓緝毒犬具備犬科自身特點的同時也有其他額外功能,可以將這個額外功能到定義介面中,實作緝毒功能的既可以緝毒警察,也可以是緝毒犬,

interface 緝毒 {
	public abstract void 緝毒();
}

//定義犬科的共性功能
abstract class 犬科{
	public abstract void 吃飯();
	public abstract void 吼叫();
}
// 緝毒犬屬于犬科一種,讓其繼承犬科,獲取到犬科的特性,
//由于緝毒犬具有緝毒功能,那么它只要實作緝毒介面即可,這樣即保證緝毒犬具備犬科的特性,也擁有了緝毒的功能
class 緝毒犬 extends 犬科 implements 緝毒 {
	public void 緝毒() {
	}
	void 吃飯() {
	}
	void 吼叫() {
	}
}

3、通過上面的例子總結介面和抽象類的區別:

相同點:

都位于繼承的頂端,用于被其他類實作或繼承;

都不能直接實體化物件;

都包含抽象方法,其子類都必須實作這些抽象方法;

區別:

抽象類中可以變數、常量,抽象方法,非抽象方法,構造方法;介面中可以有常量,抽象方法( JDK8新增:默認方法,靜態方法;JDK9新增:私有方法)

一個類只能繼承一個直接父類(可能是抽象類),卻可以實作多個介面(介面彌補了Java的單繼承的局限性)

抽象類為繼承體系中的共性內容,介面為繼承體系中的擴展功能

  • 成員區別

    • 抽象類
      • 變數,常量;抽象方法,非抽象方法,構造方法
    • 介面
      • 常量;抽象方法( JDK8:默認方法,靜態方法;JDK9:私有方法)
  • 關系區別

    • 類與類
      • 繼承,單繼承
    • 類與介面
      • 實作,可以單實作,也可以多實作
    • 介面與介面
      • 繼承,單繼承,多繼承
  • 設計理念區別

    • 抽象類

      • 對類抽象,包括屬性、行為
    • 介面

      • 對行為抽象,主要是行為

如果抽象類和介面都可以使用的話,優先使用介面,因為避免了單繼承的局限性

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    uj5u.com 2023-04-20 07:22:49 more
  • Java-SpringBoot-Range請求頭設定實作視頻分段傳輸

    老實說,人太懶了,現在基本都不喜歡寫筆記了,但是網上有關Range請求頭的文章都太水了 下面是抄的一段StackOverflow的代碼...自己大修改過的,寫的注釋挺全的,應該直接看得懂,就不解釋了 寫的不好...只是希望能給視頻網站開發的新手一點點幫助吧. 業務場景:視頻分段傳輸、視頻多段傳輸(理 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:42 more
  • Windows 10開發教程_編程入門自學教程_菜鳥教程-免費教程分享

    教程簡介 Windows 10開發入門教程 - 從簡單的步驟了解Windows 10開發,從基本到高級概念,包括簡介,UWP,第一個應用程式,商店,XAML控制元件,資料系結,XAML性能,自適應設計,自適應UI,自適應代碼,檔案管理,SQLite資料庫,應用程式到應用程式通信,應用程式本地化,應用程式 ......

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