万字详解java接口

Java
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2023-07-06
Java：什么是静态代理？什么是动态代理？二者有何区别？
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一、初始接口

1.1 什么是接口？

接口就是公共的行为规范标准，大家在实现时，只要符合规范标准，就可以通用。

在 java 中，接口可以看成是：多个类的公共规范，是一种引用数据类型。

1.2 接口定义规则

Interface关键字用来声明一个接口。 

 interface 接口名称 {
 
        // 声明变量
        // 抽象方法
}

代码如下（示例）： 

 interface IInterface {
 
    //任何类型为 public  static  final 字段
    //任何类型位 public abstract 方法
}

1.接口是隐式抽象的，当声明一个接口的时候，不必使用 abstract 关键字。

2.接口中每一个方法也是隐式抽象的，声明时同样不需要abstract关键字。

3.接口中的方法都是公有的。

4.接口中的方法和属性不要加任何修饰符号，保持代码简洁性.

二、接口的使用

接口不能直接使用，必须要有一个”实现类”来”实现”该接口，实现接口中的所有抽象方法。

定义一个Animal接口： 

 //定义Animal接口
interface Animal {
 
    void eat();
}

子类和父类之间是 extends 继承关系，类与接口之间是 implements 实现关系。 

 class Dog implements Animal {
 
 
    @Override
    public  void  eat() {
 
        System.out.println("吃狗粮！");
    }
}
class Cat implements Animal {
 
 
    @Override
    public void eat() {
 
        System.out.println("吃猫粮！");
    }
}

测试一下接口是否支持 多态 ： 

 public static void func(Animal animal) {
 
        animal.eat();
    }
    public static void main(String[] args) {
 
        func(new Dog());
        func(new Cat());
    }

二、接口的特性

1.接口类型是一种引用类型，但是不能直接new接口的对象

 public static void main(String[] args) {
 
        Animal animal = new Animal();
    }

2.接口中的每一个方法都是隐式指定为public abstract，如果设定为其他修饰符都会报错 

 interface IInterface {
 
    protected void func();
}

3.接口中的方法不能有具体的实现 

 interface Animal {
 
    void eat(){
 
        System.out.println("吃饭!");
    }
}

4.重写接口方法时只能使用public访问限权修饰 

 class Dog implements Animal {
 
 
    @Override
     void eat() {
 
        System.out.println("吃狗粮！");
    }
}

5.接口中的变量默认为public static final变量 

 interface Animal {
 
    int age =;
    void eat();
}
public static void main(String[] args) {
 
        System.out.println(Animal.age);//可以用接口名访问，证明是静态的
        Animal.age =;//无法修改，说明被final修饰
    }

6.接口中不能有静态代码块和 构造方法

7.接口虽然不是类，但是在编译后生成的 字节码 文件后缀也是.class

8.如何一个类没有实现接口中的所有抽象方法，该类必须设置为 抽象类 .

9. JDK 1.8中，接口中可以包含default方法.

10.接口间的继承

在Java中，类和类之间是单继承的，一个类可以实现多个接口，接口与接口之间可以多继承。即：用接口可以达到多继承的目的。

接口可以继承一个接口, 达到复用的效果. 使用 extends 关键字. 

 interface IRunning {
 
    void running();
}
interface ISwimming {
 
    void swimming();
}
//两栖动物，既有跑，又有游的功能
interface IAmphibious extends IRunning,ISwimming {
 
    
}

接口间的继承相当于把多个接口合并在一起.

三、实现多接口

java中，不支持多继承，但一个类可以实现多个接口. 

 //定义一个Animal类
class Animal {
 
    public String name;
    
    public Animal(String name) {
 
        this.name = name;
    }
} 
 //定义一组会飞的，会跑的，会游泳的接口
interface IFlying {
 
    void fly();
}
interface IRunning {
 
    void run();
}
interface ISwimming {
 
    void swim();
}

我们创建几个具体的动物 

 class Cat extends Animal implements IRunning {
 
    //猫是会跑的
    public Cat(String name) {
 
        super(name);
    }
    @Override
    public void run() {
 
        System.out.println(this.name+"正在跑");
    }
} 
 class Fish extends Animal implements ISwimming {
 
    //鱼会游泳
    public Fish(String name) {
 
        super(name);
    }
    @Override
    public void swim() {
 
        System.out.println(this.name+"正在游");
    }
}
``
 
```java
class Frog extends Animal implements IRunning,ISwimming {
 
    //青蛙会跑也会游
 
    public Frog(String name) {
 
        super(name);
    }
    @Override
    public void run() {
 
        System.out.println(name+"正在跑");
    }
 
    @Override
    public void swim() {
 
        System.out.println(name+"正在游");
    }
}

注意：一个类实现多个接口时，每个接口中的抽象方法都要实现，否则类必须设置为抽象类。

有了接口之后, 类的使用者就不必关注具体类型,而只关注某个类是否具备某种能力. 

 //我们实现一个方法，我们不用管到底是什么动物，只要会跑就可以调用.
public static void run(IRunning iRunning) {
 
        iRunning.run();
    } 
 //这里我们写一个机器人类
class Robot implements IRunning {
 
    public String name;
    public Robot(String name) {
 
        this.name = name;
    }
 
    @Override
    public void run() {
 
        System.out.println(name + "正在跑");
    }
} 
 public static void main(String[] args) {
 
        run(new Cat("喵喵"));
        run(new Robot("机器人"));
    }

在这里我们不用管是不是动物，只要具有这个功能即可调用.

四、接口实现实例

我们对Person类型数组进行排序. 

 class Person {
 
    public String name;
    public int age;
 
    public Person(String name, int age) {
 
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
 
    @Override
    public  String  toString() {
 
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}
 public static void main(String[] args) {
 
        Person[] person = {
 new Person("张三",),new Person("lisi",20),new Person("wangwu",21)};
        Arrays.sort(person);
        System.out.println(Arrays.toString(person));
    }

我们这里对Person数组进行排序，根据的是name,还是age？

在系统的排序的方法中会将数组类型强制转换为Comparable,但我们的Person未实现Comparable接口，所以会报类转换异常.

那让母后我们来让Person类实现Comparable功能.

我们在实现Comparable功能时，系统提示我们必须实现 CompareTo 方法. 

 @Override
    public int compareTo(Person o) {
 
        if(this.age > o.age) {
 
            return;
        }else if(this.age < o.age) {
 
            return -;
        }else {
 
            return;
        }
    }

现在我们试着排序一些Person数组

我们可以发现Person数组已经能够根据age进行排序了.

这时候有同学就要问了：

这里为什么要这样书写，其实这个的Person是一个 泛型 ，但大家不用去研究它，我们来看一下String的源码.

我们可以发现也是这样写的，我们只需要模仿就行了.

大家想一下要是不想按age排序了，现在想实现按照name排序，那么我们该怎么去写？

直接去修改CompareTo方法吗？这里CompareTo已经被其他程序调用过了，我们直接修改会造成程序紊乱，我们可以这样写： 

 class NameComparator implements Comparator<Person> {
 
    @Override
    public int compare(Person o, Person o2) {
 
        return o.name.compareTo(o2.name);
    }
}
public static void main(String[] args) {
 
        Person[] person = {
 new Person("zhangsan",),new Person("lisi",20),new Person("wangwu",21)};
        NameComparator nameComparator = new NameComparator();
        Arrays.sort(person,nameComparator);
        System.out.println(Arrays.toString(person));
    }

我们可以写一个类去实现Comparator接口去指定比较对象的内容.

我们这里自己写一个 冒泡排序 ，去按照Person的age去排序 

 public static void BubbleSort(Comparable[] arr) {
 
        for (int i =; i < arr.length-1; i++) {
 
            for (int j =; j < arr.length-1-i; j++) {
 
                if(arr[j].compareTo(arr[j+]) > 0) {
 
                    Comparable tmp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j+];
                    arr[j+] = tmp;
                }
            }
        }
    }
 
    public static void main(String[] args) {
 
        Person[] person = {
 new Person("zhangsan",),new Person("lisi",20),new Person("wangwu",21)};
        BubbleSort(person);
        System.out.println(Arrays.toString(person));
    }

五、Clonable实现深浅拷贝

当我们想实现对象的拷贝时，我们就需要实现Clonable接口. 

 //定义一个学生类
class Student implements Cloneable {
 
    public String name;
 
}

我们可以发现Clonable接口是一个空接口，也可以称作标记接口.

我们发现Student类实现了Clonable接口但还是不能克隆.

我们在底层发现，clone()方法是protected修饰的，不同包只能通过子类super.调用，所以我们在Student必须重写这个方法. 

 class Student implements Cloneable {
 
    public String name;
 
     @Override
     protected Object clone() throws CloneNotSupported Exception  {
 
         return super.clone();
     }
 }

我们重写之后发现，还是不能调用clone()方法，我们继续看底层代码.

我们可以发现父类抛了一个异常，那么我们也必须加上.

因为它返回的是一个Object类型的，我们必须强制转换为Student类型. 

 public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
 
        Student student = new Student();
        student.name = "张三";
        Student student = (Student) student.clone();
    } 
 public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
 
        Student student = new Student();
        student.name = "张三";
        Student student = (Student) student.clone();
        System.out.println(student);
        System.out.println(student);
    }

我们打印了一下对象，这时候Student对象已经克隆成功，但这里只是浅拷贝. 

 class IScore {
 
    double score;
}
 class Student implements Cloneable {
 
    public String name;
    public IScore iScore = new IScore();
 
     @Override
     protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
 
         return super.clone();
     }
 
     @Override
     public String toString() {
 
         return "Student{" +
                 "name='" + name + '\'' +
                 '}';
     }
 } 
 public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
 
        Student student = new Student();
        student.name = "张三";
        Student student = (Student) student.clone();
        student.iScore.score =;
        System.out.println("student: "+student.iScore.score);
        System.out.println("student: "+student1.iScore.score);
    }

我们可以发现在克隆后，修改student的score，student1的score也被修改了.

我们发现，两个对象指向了同一块Score，所以我们要将Score也进行克隆. 

 class IScore implements Cloneable{
 
    double score;
 
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
 
        return super.clone();
    }
}
 class Student implements Cloneable {
 
    public String name;
    public IScore iScore = new IScore();
 
     @Override
     protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
 
         Student student = (Student)super.clone();
         student.iScore = (IScore)this.iScore.clone();
         return student;
     }
     }

这样就可以实现深拷贝.

六、抽象类与接口的区别

1、抽象类中可以包含普通方法，但接口中只能包含public与abstract方法(JDK 1.8之前)，JDK1.8之后允许接口中出现default方法;

2、抽象类中的成员变量没有访问权限的限制，但接口中的变量只能被public static final修饰;

3、一个接口可以继承多个接口，但一个类只能有一个父类，类可以实现多个接口;

4、抽象类是对一类事物的抽象，接口则是对行为的抽象。一个类继承一个抽象类代表“是不是”的关系，而一个类实现一个接口则表示“有没有”的关系。

核心区别: 抽象类中可以包含普通方法和普通字段, 这样的普通方法和字段可以被子类直接使用(不必重写), 而接口中不能包含普通方法, 子类必须重写所有的抽象方法.

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