上一篇講完了抽象類,這一篇主要講解比抽象類更加抽象的內容——接口。
什么是接口呢?先來看一個現實中的栗子,我們常用的插座,一般分為兩孔和三孔,所以基本上不管是什么電器,只要插頭插進去就可以正常使用,想想看,如果沒有這樣的規范,有十幾種不同的插座孔,每個電器的插頭都不一樣,還不得崩潰掉。
先來看個栗子:
/** * @author Frank * @create 2017/11/22 * @description 可比較接口,用於實現類對象排序 */ public interface Isortable { //a>b則返回正整數,相等則返回0,否則返回負整數 int compareWith(Object a); }
這是一個簡單的接口,使用interface關鍵字來定義接口。
接口是描述可屬於任何類或者結構的一組行為,是用於定義程序的一種規范,任何實現了接口的類都必須實現接口的所有方法,體現的是“如果你是。。。就必須能。。。”的思想。
在接口中,不能有方法的實現,也就是說,里面所有方法都是public abstract的,里面只能由靜態變量,不能存在普通成員變量,可謂是抽象的集大成者。那為什么要使用接口呢?
還是繼續我們之前的比喻,任何按照規范進行生產的插頭都能獲得電力,而不同插座雖然生產工藝不同,質量也不一樣,但並不影響電器的正常使用,電器並不會關心插座的內部實現,這樣就能屏蔽掉一些底層的細節,只暴露出接口供電器使用。
對於軟件開發而言,按照接口的規范進行調用,就能獲得期望的功能,按照接口的規范實現接口的方法,就能提供所期望的功能。接口的意義在於抽象,而抽象可以很好的解耦合。
我們來回頭看看上一篇的栗子,我們從具體的商品類中抽象出了一個商品類,從而實現了代碼復用和統一管理,也降低了程序的耦合度,比如一個排序方法,參數設置為Phone類的話,那就只能往里面放Phone類型的對象,而如果設置成Goods類,則Phone、Television、Computer類的對象都可以傳入進去,這樣就降低了程序的耦合度,也就是相互之間的依賴度。
而接口則是更高層的抽象,主要是對於行為的抽象,可以把它看作是一組規范或者要求,就好比要開車就要先考駕照,這個駕照就相當於接口,你有了這個駕照,就代表你有開車的能力和資格,因為“如果你要有駕照,你就必須能開車“。這樣交警就不會為難你了,你跟交警之間通過駕照這個接口進行交流和溝通,而不是用口才去說服他。想一想,如果沒有駕照這種規范,總不能沒見到一個開車的人都要先當場測試一下他的能力才能讓他上路吧。
在復雜的系統構架中,往往分成很多層級,上層要使用下層提供的服務,而層級之間是通過接口進行交流的,上層對於下層僅僅是接口的依賴,而不是具體類的依賴,因為只要實現了相應的接口,就可以提供相應的服務,就像只要有教師資格證,就代表你有當老師的資格和本事,關注的不是你這個對象,而是你教書的能力,也就是你能提供的服務。當下層需要改變的時候,只要接口不變,上層可以完全不用改變,甚至可以在上層不知情的情況下完全換掉下層代碼,正因為接口的存在,讓層級之間的耦合度大大降低。就像你的U盤,如果舊的壞了,直接換上新的U盤就可以插上,即插即用,電腦跟U盤之間通過接口進行交流。
好了,說了這么多,真是很羅嗦,還是來看代碼吧,實踐出真知。我們來把上一篇的內容稍做修改,上面的代碼定義了一個Isortable接口,用於比較兩個對象,以用於之后的排序。
然后我們定義一個Sort類,用於進行排序,可以使用各種類型的排序,如冒泡排序,選擇排序,快速排序,希爾排序,這里簡單起見,只用了冒泡排序。
/** * @author Frank * @create 2017/11/22 * @description 排序類 */ public class Sort { //冒泡排序,從大到小排序 public static void bubbleSort(Isortable[] isortables){ for (int i = 0;i<isortables.length-1;i++){ for(int j = 0;j<isortables.length-i-1;j++){ if(isortables[j].compareWith(isortables[j+1])<0){ //交換兩者的值 Isortable tmp = isortables[j+1]; isortables[j+1] = isortables[j]; isortables[j] = tmp; } } } } }
然后在Goods類中實現Isortable接口。使用implements關鍵字。
/** * @author Frank * @create 2017/11/21 * @description */ public abstract class Goods implements Isortable{ //定義各個類共有的屬性 private String title; private Double price; //定義構造器 public Goods(String title, Double price) { this.title = title; this.price = price; } //定義設置器和訪問器 public String getTitle() { return title; } public void setTitle(String title) { this.title = title; } public Double getPrice() { return price; } public void setPrice(Double price) { this.price = price; } //聲明抽象打印方法 abstract void print(); //實現Isortable接口,覆蓋compareWith方法 @Override public int compareWith(Object a) { //由於還沒有說明泛型,所以直接強制轉換類型了 Goods g = (Goods)a; if(this.price > g.getPrice()){ return 1; }else if(this.price < g.getPrice()){ return -1; } return 0; } }
由於Goods類實現了Isortable接口,所以繼承於Goods類的所有類也都實現了該接口,接下來我們修改一下測試類進行測試。
/** * @author Frank * @create 2017/11/21 * @description */ public class Test { public static void main(String[] args) { Goods[] goodsList = new Goods[3]; goodsList[0] = new Phone("IphoneX",9688.00,5.8,24.0); goodsList[1] = new Computer("Alienware15C-R2738",17699.00,"i7-7700HQ","GTX1060"); goodsList[2] = new Television("SAMSUNG UA78KU6900JXXZ",21999.00,78.0,"4K"); Sort.bubbleSort(goodsList); for (Goods g:goodsList) System.out.println(g.getTitle()+" "+g.getPrice()); } }
輸出如下:
SAMSUNG UA78KU6900JXXZ 21999.0 Alienware15C-R2738 17699.0 IphoneX 9688.0
這樣就按價格進行了從大到小的排序了,怎么樣,接口用起來很簡單方便吧,這樣以后Goods類不管有多少子類,都可以用Sort的bubbleSort方法進行排序,還可以修改或者增加Sort類的方法,讓它按你想要的規則進行排序。
其實在Java中已經有類似的接口了,Comparable接口和Comparator接口,因為使用了泛型,就不會像這里的代碼需要強制類型轉換了(而且強制類型轉換也有一定風險),而很多方法可以對實現了Comparable接口的類進行排序,這就很棒了。(手動滑稽)
在實際使用中,往往每個人都會負責不同的模塊開發,不同的模塊之間通常用接口進行交流,因為如果A程序員開發A1類,需要使用B程序員開發的B1類,若是直接調用B1類,那就只能先等B1類開發好之后才能進行A1類的開發,而且如果B1類有任何改動,很可能需要修改A1類的代碼,這樣耦合度就很高了,而如果使用接口的話,A1類只需要接受接口類型的參數,就可以直接調用相應的方法,而B1類只需要實現接口即可,B1類即使有改動,只要接口不變,那么它向A1類提供的服務也不會變,這樣A1類就不需要進行改變,耦合度就降低了。
現在小結一下:
接口是對一組特定行為的抽象,是一種規范,只能有方法簽名,而不能有實現,所有的方法默認為abstract,且訪問權限只能是public,不能有普通成員變量,可以有靜態成員變量,接口可以繼承接口,一個類可以實現一個接口,也可以實現多個接口,接口的存在可以降低程序的耦合度,增加程序的靈活性。引用大神的話便是,接口和實現分離,面向接口編程。
至此,接口講解完畢,歡迎大家繼續關注。