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（Thinking in Java）第9章 接口

CoorChice / 1885人阅读

摘要：但如果导出类还有抽象方法，那这个类还应该加上声明为抽象类。并且接口具有继承的一系列特点，如向上转型等等。接口中的方法是自动是的。

Thinking in Java 好书全是干货 一、抽象类和抽象方法

抽象方法：这种方法只有声明而没有方法体，下面是抽象方法生命所采用的语法

abstract void f();

包含抽象方法的类叫做抽象类，如果一个类包含一个或多个抽象方法，该类必须被限定为抽象的，并且编译器不会允许直接创建一个抽象类对象，正确的做法是从这个抽象类继承并为抽象方法完成定义，这样就可以创建这个类的对象。但如果导出类还有抽象方法，那这个类还应该加上abstract声明为抽象类。简单的使用如下

package tij.interfacedemo;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        new Wind().play(Note.MIDDLE_A);
    }
}
enum Note{
    MIDDLE_A,MIDDLE_B,MIDDLE_C;
}
abstract class Instrument{//抽象父类
    private int i;//
    public abstract void play(Note n);
    public String what(){
        return "Instrument";
    }
    public abstract void adjust();
}
class Wind extends Instrument{
    public void play(Note n){
        System.out.println("Wind.play() "+n);
    }
    public String what(){
        return "wind";
    }
    public void adjust(){
        
    }
}

其实可以发现和普通继承没什么区别。

二、接口

接口（interface）是一个完全抽象的类，没有任何具体实现方法，允许创建者创建方法的方法名、参数列表以及返回类型，但没有任何方法体。接口体现的思想是：“实现了这个接口的类看起来都像这样”。并且接口具有继承的一系列特点，如向上转型等等。
接口可以加public关键字（如果要加也只能加public，不能加private和protected），不添加就是默认访问权限（包访问权限）。接口中的方法是自动是public abstract的。接口也可以包含域（即引用变量或基本变量），并且自动是static final的，并且也不能被private和protected修饰。如下例：

package tij.interfacedemo;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        new Wind().play(Note.MIDDLE_A);
    }
}
enum Note{
    MIDDLE_A,MIDDLE_B,MIDDLE_C;
}
interface Instrument{//
    int i=5;//
    void play(Note n);
    String what();
    void adjust();
}
class Wind implements Instrument{
    public void play(Note n){
        System.out.println("Wind.play() "+n);
    }
    public String what(){
        return "wind";
    }
    public void adjust(){
        
    }
}
三、完全解耦

这是接口的一个很好的功能
在继承中，如果一个方法接受一个类的实例作为参数，那么你可以用这个类或子类的实例当做传入参数，如下例：

package tij.interfacedemo;

import java.util.Arrays;

public class Test {
    static void process(Processor p, Object s) {
        System.out.println("Using Processor:" + p.name());
        System.out.println(p.process(s));
    }

    static String s = "Disagreement with beliefs is by definition incorrect";

    public static void main(String[] args) {
        process(new Upcase(), s);
        process(new Downcase(), s);
        process(new Splitter(), s);
    }
}

class Processor {
    public String name() {
        return getClass().getSimpleName();
    }

    Object process(Object input) {
        return input;
    }
}

class Upcase extends Processor {
    String process(Object input) {
        return ((String) input).toUpperCase();
    }
}

class Downcase extends Processor {
    String process(Object input) {
        return ((String) input).toLowerCase();
    }
}

class Splitter extends Processor {
    String process(Object input) {
        return Arrays.toString(((String) input).split(" "));
    }
}

在本例中，Test.process方法可以接受一个Processor以及其子类的实例对象，然后对一个Object的对象s进行操作，根据传入的Processor不同，进行的操作也不同，这种方法体现了策略设计模式，这类方法包含要执行的固定部分（s），策略包含变化的部分（p）。但是在这个例子中要注意两个与本章不相关的事儿：1.应该想想为什么子类明明没有重写name方法，但输出却还是像重写了一样。2.子类重写了process方法，但返回值不是Object而是String，重写方法必须要是与类方法的返回类型的相同或者是其子类。

但是假如现在我们发现了一系列滤波器类，如下：

class Waveform{//代表波形
    private static long counter;
    private final long id=counter++;
    public String toString(){
        return "Waveform"+id;
    }
}

class Filter{//滤波器
    public String name(){
        return getClass().getSimpleName();
    }
    public Waveform process(Waveform input){
        return input;
    }
}

class LowPass extends Filter{
    double cutoff;//设定低通滤波器的滤波上限
    public LowPass(double cutoff){
        this.cutoff=cutoff;
    }
    public Waveform process(Waveform input){
        return input;
    }
}

class HighPass extends Filter{
    double cutoff;//设置高通滤波器的滤波下限
    public HighPass(double cutoff){
        this.cutoff=cutoff;
    }
    public Waveform process(Waveform input){
        return input;
    }
}
class BandPass extends Filter{
    double lowCutoff,highCutoff;//设置带通滤波器的滤波上下限
    public BandPass(double lowCut,double highCut){
        this.lowCutoff=lowCut;
        this.highCutoff=highCut;
    }
    public Waveform process(Waveform input){
        return input;
    }
}

那么如果想把各种滤波器传给Test.process方法，那这会被编译器阻止，因为process方法只接受processor类以及子类，那如果希望运用了策略设计模式的Test.process方法仍能接受滤波器，那么首先就需要把processor改变成接口：

interface Processor {
    String name() ;

    Object process(Object input) ;
}

abstract class StringProcessor implements Processor{
    public String name(){
        return getClass().getSimpleName();
    }
}

class Upcase extends StringProcessor {
    public String process(Object input) {
        return ((String) input).toUpperCase();
    }
}

class Downcase extends StringProcessor {
    public String process(Object input) {
        return ((String) input).toLowerCase();
    }
}

class Splitter extends StringProcessor {
    public String process(Object input) {
        return Arrays.toString(((String) input).split(" "));
    }
}


class Waveform{//代表波形
    private static long counter;
    private final long id=counter++;
    public String toString(){
        return "Waveform"+id;
    }
}

但接下来我们发现，滤波器这个类是我们找到的，我们并不能对这么个类内的代码进行修改，如何让新的Test.process还能接受滤波器呢，于是我们可以采用适配器设计模式，代码如下：

class FilterAdapter implements Processor {
    Filter filter;
    public FilterAdapter(Filter filter) {
        this.filter = filter;
    }
    public String name() {
        return filter.name();
    }
    public Waveform process(Object input) {
        return filter.process((Waveform) input);
    }
}

这样传进去这个FilterAdapter适配器就OK了

四、Java中的多重继承

接口的另一个重要的功能就是能实现多重继承

package tij.interfacedemo;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Hero superman=new Hero();
        superman.fight();
        superman.fly();
        superman.swim();
    }
}

class ActionCharacter {
    public void fight() {
        System.out.println("fight");
    }
}
interface CanFight {
    void fight();
}
interface CanSwim {
    void swim();
}
interface CanFly {
    void fly();
}

class Hero extends ActionCharacter implements CanFight, CanSwim, CanFly {
    public void fly() {
        System.out.println("fly");
    }
    public void swim() {
        System.out.println("swim");
    }

}
五、通过继承来拓展接口

通过继承可以生成一个新的接口，以此来对原来的接口进行拓展；还可以通过继承在新接口中组合多个接口（玩的真花= =）。如下：

interface Monster {
    void menace();
}
interface DangerousMonster extends Monster {
    void destroy();
}
interface Lethal {
    void kill();
}
class DragonZilla implements DangerousMonster {
    public void menace() {}
    public void destroy() {}
}
interface Vampire extends DangerousMonster, Lethal {
    void drinkBlood();
}
class VeryBadVampire implements Vampire {
    public void destroy() {}
    public void menace() {}
    public void kill() {}
    public void drinkBlood() {}
}

接口之间可以继承，可以多继承，可以相互拓展

1.组合接口时的名字冲突

在实现多重继承时，如果不同接口有相同方法怎么办

interface I1 {
    void f();
}
interface I2 {
    int f(int i);
}
interface I3 {
    int f();
}
class C {
    public int f() {
        return 1;
    }
}
class C2 implements I1, I2 {
    public int f(int i) {
        return 1;
    }
    public void f() {}//重载
}
class C3 extends C implements I2{
    public int f(int i) {//重载
        return 0;
    }
}
class C4 extends C implements I3{
    //可以不必重写int f()方法，因为从C那里继承过来了，但C那里的f()必须是public的
}
//class C5 extends C implements I1{
//    //错误
//}
//interface I4 extends I1,I3{
//    //错误
//}

因此在设计接口的时候请尽量避免这点

六、适配接口

接口的一种常用的方法就是之前提到的策略设计模式，如编写一个进行某些操作的方法，而这个方法接收一些接口，就是说如果你的对象遵循我的接口那就能用。
下面的例子中使用了scanner，这个类需要接收一个readable对象，其中arg用来存储要输入的字符串的

import java.io.IOException;
import java.nio.CharBuffer;
import java.util.Random;
import java.util.Scanner;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner s = new Scanner(new RandomWords(10));
        while (s.hasNext()) {
            System.out.println(s.next());
        }
    }
}
class RandomWords implements Readable {
    private static Random rand = new Random(47);
    private static final char[] capitals = "ABCDEFGHIGKLMNOPQRST".toCharArray();
    private static final char[] lowers = "ABCDEFGHIGKLMNOPQRST".toLowerCase()
            .toCharArray();
    private static final char[] vowels = "aeiou".toCharArray();
    private int count;
    public RandomWords(int count) {
        this.count = count;
    }
    public int read(CharBuffer arg) throws IOException {
        if (count-- == 0) {
            return -1;
        }
        arg.append(capitals[rand.nextInt(capitals.length)]);
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            arg.append(vowels[rand.nextInt(vowels.length)]);
            arg.append(lowers[rand.nextInt(lowers.length)]);
        }
        arg.append(" ");
        return 10;// Number of characters appended
    }

}

接口的还有一个功能就是之前我们提到过的适配器设计模式，在这里再举另一个与scanner相关的例子。
首先假如我们现在有一个如下的类：

class RandomDoubles{
    private static Random rand =new Random(47);
    public double next(){
        return rand.nextDouble();
    }
}

希望让他作为一个readable传入给scanner，来生成随机的double类型数，这需要装饰设计模式

import java.io.IOException;
import java.nio.CharBuffer;
import java.util.Random;
import java.util.Scanner;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner s=new Scanner(new AdaptedRandomDoubles(7));
        while(s.hasNext()){
            System.out.println(s.next());
        }
    }
}
class AdaptedRandomDoubles extends RandomDoubles implements Readable {
    private int count;
    public AdaptedRandomDoubles(int count){
        this.count=count;
    }
    public int read(CharBuffer cb) throws IOException {
        if(count--==0){
            return -1;
        }
        String result=Double.toString(this.next());
        cb.append(result);
        return result.length();
    }

}
七、接口中的域

实例变量都是static final的，好了结束

八、嵌套接口

推荐先看完内部类再来看这个

1.类中的接口 
class t1 implements A.C,A.B{//访问不到A.D
    public void f() {
    }
}

class A {
    interface B {
        void f();
    }
    public class BImp implements B {
        public void f() {}
    }
    private class BImp2 implements B {
        public void f() {}
    }

    public interface C {
        void f();
    }
    class CImp implements C {
        public void f() {}
    }

    private interface D {
        void f();
    }
    private class DImp implements D {
        public void f() {}
    }
    public class DImp2 implements D {
        public void f() {}
    }
}
2.接口中的接口 
interface E{
    interface G{
        //默认为public
        void f();
    }
}
class t2 implements E.G{
    public void f() {
    }
}
九、接口与工厂

接口时实现多重继承的途径，而生成遵循某个接口的对象的典型方式就是工厂方法设计模式

package tij.interfacedemo;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Factories.serviceConsumer(new Implementation1Factory());
        Factories.serviceConsumer(new Implementation2Factory());
    }
}

interface Service {
    void method1();
    void method2();
}
interface ServiceFactory {
    Service getService();
}
class Implementation1 implements Service {
    Implementation1() {}
    public void method1() {System.out.println("Implementation1 method1");}
    public void method2() {System.out.println("Implementation1 method2");}
}
class Implementation1Factory implements ServiceFactory {
    public Service getService() {
        return new Implementation1();
    }
}
class Implementation2 implements Service {
    Implementation2() {}
    public void method1() {System.out.println("Implementation2 method1");}
    public void method2() {System.out.println("Implementation2 method2");}
}
class Implementation2Factory implements ServiceFactory {
    public Service getService() {
        return new Implementation1();
    }
}
class Factories{
    static void serviceConsumer(ServiceFactory fact){
        Service s = fact.getService();
        s.method1();
        s.method2();
    }
}

这样设计的好处就是将方法的实现与实例对象的生成分离开来，而且在使用Factories.serviceConsumer的时候不需要特定指定是哪种Service.

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