接口总结
接口定义可以包含方法签名,默认方法,静态方法以及常量定义。只有默认方法和静态方法可以有实现。
类如果实现了接口必须实现接口里定义的所有抽象方法。
使用有类型名字的地方都可以使用接口名。
Hello Young
接口章节 Interfaces 描述了一个例子,关于电脑控制汽车生产厂商发布工业标准接口,调用其中的方法可以对他们的汽车进行操控。如果电脑控制汽车厂商为汽车增加了新的功能,例如飞行的功能,会怎么样呢?这些厂商需要明确新的方法是其他的公司(例如电子制导系统公司)调整他们的软件来控制汽车飞行。这些厂商要在哪里声明这些飞行相关的方法呢?如果他们吧方法添加在原有的接口中,那么已经实现了这些接口的开发者就必须重写他们的实现。如果作为静态方法添加,开发者会将其作为工具方法,而不是必要的和兴方法来对待。
默认方法可以让你为库里的接口添加新的功能,并且在重写旧版本接口的代码时确保两部分功能兼容。
考虑下面的接口, TimeClient
, 在之前的联系中出现的 Answers to Questions and Exercises: Interfaces:
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下面的类, SimpleTimeClient
, 实现了上面的接口 TimeClient
:
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Suppose that you want to add new functionality to the TimeClient
interface, such as the ability to specify a time zone through a ZonedDateTime
object (which is like aLocalDateTime
object except that it stores time zone information):
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下面对于接口 TimeClient
的修改,你也必须修改 类 SimpleTimeClient
并实现其中新增的方法 getZonedDateTime
. 不过, 与其将 getZonedDateTime
作为 abstract
抽象的,不如将它替换为默认方法 default implementation. (记住 abstract method 是没有实现的方法.)
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在方法签名前使用 default
关键字来明确接口中的方法是默认方法。接口中定义的所有方法包括默认方法,都是public
的,因此你可以省略public
修饰符。
这样定义接口的话,你就不需要修改类 SimpleTimeClient
, 这个类 (以及所有实现了接口 TimeClient
的类),都会已定义的 getZonedDateTime
方法.下面的例子, TestSimpleTimeClient
,调用了SimpleTimeClient
一个实例的 getZonedDateTime
的方法:
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当你从一个包含有默认方法的接口进行扩展时,你可以有一下做法:
abstract
假设你按照下面的写法扩展 TimeClient
接口:
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任何实现了 AnotherTimeClient
接口的类都有默认方法 TimeClient.getZonedDateTime
的实现.
假设你按照如下写法扩展 `TimeClient接口:
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任何实现接口 AbstractZoneTimeClient
的类都必须重新实现方法 getZonedDateTime
;这个方法现在是抽象方法 abstract
,就像接口中其他的非默认和非静态方法一样 。
假设你按照如下写法扩展 `TimeClient接口:
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任何实现 HandleInvalidTimeZoneClient
接口的类都会用其中的 getZonedDateTime
方法实现类替代原有接口 TimeClient
中的默认方法实现.
默认方法之外,你也可以在接口中定义静态方法 static methods .(静态方法属于类而不是其他的对象。类的每个实例都可以分享类它的静态方法)这样能让你更加容易的组织你库里的辅助方法;你可以将静态方法定义在统一接口中而不是其他的类里面。下面的例子定义了一个静态方法,获取一个 ZoneId
对象先关的时区标识符;如果该对象没有给出相关的时区标识符则使用系统默认的时区标识符。(这样你就可以简化方法 getZonedDateTime
):
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就像类中定义的静态方法一样,在接口中定义静态方法同样是在方法签名前面加上static
关键字。因为接口中定义的所有方法都是public
的,所以你可以省略public
修饰符。
默认方法可以你是你在已有的接口中添加新的功能,并同时确保兼容老版本接口写的代码。特别的是,默认方法允许你添加接受lambda表达式作为参数。本节演示了如何使用默认方法和静态方法增强 Comparator
接口.
考虑 Card
以及 Deck
类,在之前的联系中出现过 Questions and Exercises: Classes.本例重写了两个类 Card
以及 Deck
作为接口. Card
接口包含了两个枚举类型 enum
(Suit
和 Rank
) 以及两个抽象方法(getSuit
和 getRank
):
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Deck
接口包含了许多操作cards的方法:
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类 PlayingCard
实现了 接口 Card
, 类 StandardDeck
实现了接口 Deck
.
类 StandardDeck
实现了类的 Deck.sort
方法:
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Collections.sort
方法讲一个List实例进行了排序,List实例的元素类型是实现了 Comparable
接口.成员变量 entireDeck
是一个元素为Card
的 List
实例。 Card
实现了Comparable
接口. 类 PlayingCard
实现了 Comparable.compareTo
方法,内容如下:
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方法 StandardDeck.sort()
通过 compareTo
方法是扑克先按照花色再按照点数排序。如果你想要让扑克先按照点数,再按照花色排序该怎么做呢?你可能需要实现Comparator
接口来明确新的排序规则,并使用方法sort(List list, Comparator c)
( sort
方法包含Comparator
参数的版本).你可以在类StandardDeck
中定义如下方法:
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有了这个方法你可以,你是可以使用 Collections.sort
明确 Card
类实例的排序规则.一种方法是实现 Comparator
接口来明确扑克排序的规则.下面的类 SortByRankThenSuit
进行了示例:
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下面的调用时扑克先按照点数再按照花色排序:
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不过,这种方法太冗长verbose;如果你可以明确按照什么排序而不是怎么排序会更好。假设你是写Compatator
接口 开发者。你会在Comparator
接口中添加什么默认方法或者静态方法来是其他开发者更加简单的明确排序规则?
一开始,你想要将这些扑克按照点数排序而不管花色。你可以这样调用 `StandardDeck.sort方法:
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因为接口 Comparator
是一个功能接口 functional interface, 所以你可以使用lambda表达式作为sort
方法的参数。本例中,lambda表达式比较了两个整数值。
这样可以是开发者通过只调用Card.getRank
方法就简单的创建一个Comparator
实例。并且,他可以付诸开发者Comparator
实例来比较任何可以通过入住getValue
hashCode
等方法返回数字值的对象。Comparator
接口已经通过静态方法 comparing
增强而拥有这个能力:
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这个例子中,你也可以通过方法引用来代替 method reference:
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这种调用很好的演示了用什么排序而不是怎么排序.
Comparator
接口同样有其他类似comparing
版本的静态方法增强如 comparingDouble
和 comparingLong
可以用来创建通过其他数据类型比较的 Comparator
实例.
假设你的开发者想要创建一个 Comparator
实例,使用不止一个条件比较对象。例如,你如何将扑克先按照点数再按照花色排序?像前面的例子一样,你可以使用lambda表达式来明确这些排序规则:
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如果开发者可以通过一系列的 Comparator
实例来构造 Comparator
实例,将会更加简单. Comparator
接口已经通过默认方法 thenComparing
增强而拥有了这个能力:
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Comparator
接口同样有其他版本的 thenComparing
方法 (例如 thenComparingDouble
以及 thenComparingLong
) 这样你可以构造 Comparator
实例来比较其他的数据类型.
假设你的开发者想要创建 Comparator
实例,倒序排列一个集合,例如你想要将扑克按照点数降序排列,从A到2.像之前一样你可以定义lambda表达式来实现。不过,如果可以通过已有的Comparator
实例调用方法将会更简单。Comparator
接口已经预知了默认方法 reversed
:
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这个例子演示了 Comparator
接口是如何通过默认方法,静态方法,lambda表达式,以及方法引用来增强的,这样就创建了更有表现力的库和方法,功能开发者可以快速的推断出该如何调用其中的方法。用同样的构造来创建你自己的库里的接口。
考虑一下你之前开发的一个名为 DoIt
的接口:
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假设,过了一段时间以后,你想要在接口中添加一个方法,那么接口会变成下面的样子:
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如果要做这个改变,那么所有实现了旧的DoIt
接口的类都不能再使用了,因为他们没有实现接口的所有方法。依赖这个接口的开发者将会大声抗议。
试着在开始就预见你的借口的所有用处并做完整的定义。如果你想要在接口中添加额外的方法,可以有几种选择。你可以创建一个 DoItPlus
接口来扩展 DoIt
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现在你代码的用户可以选择继续使用旧的接口,或者升级到新的接口。
同样,也可以定义新的方法为默认方法 default methods. 下面的列子定义了一个名为didItWork
:
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注意,你必须为默认方法提供一个实现。你也可以在现存从接口中定义一个新的静态方法 static methods。实现了这个接口的用户可以通过默认方法或者静态方法类增强他们的功能,而不需要为适应新增的方法修改和重新编译所有的类。
当你定义一个新的接口,你定义了一个新的引用数据类型。使用其他引用类型名的地方都可以使用接口名。如果你定义的一个接口的引用类型变量,赋值必须为实现了这个接口的类的实例。
下面的例子,定义了一个找到size比较大的对象的方法,对象可以是任何实现了Relatable
接口的类的实例:
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通过转换 object1
类型为 Relatable
类型, 就可以调用其 isLargerThan
方法.
如果你注意到很多的类都实现了 Relatable
接口,任何这些类的实例都可以通过方法 findLargest()
进行比较—只要他们是同一个类的对象.同样,他们都可以通过下面的方法进行比较:
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这个方法对所有的”relatable”对象都有效,不管他们的继承成了什么,当他们实现了 Relatable
接口,他们同时可以是谈么本身(或者其父类)的类型, 也可以是一个 Relatable
类型.这就给了他们多重继承的优势,他们同时可以表现出其父类和接口的行为.
定义一个实现接口的类,需要在类定义时包含 implements
,一个类可以事多个接口所以,implements
关键字后可以跟一个逗号分隔的实现接口的列表. 按照惯例, implements
引用跟随在 extends
扩展引用之后如果有的话.
考虑定义一个比较对象size的接口.
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如果你想过要比较相似的对象的size,不管他们是什么类型的对象,可实例化类必须要实现这个接口 Relatable
.
任何类都可以实现这个Relatable
接口,如果有方法可以比较实例化对象的相对size.例如字符串,可以通过字符数来比较,例如书本,可以通过页数来比较,例如学生,可以通过体重类比较等。例如平面几何图形,面积会是一个好的选择。(参考,下面的 RectanglePlus
类),立体形状,则可以通过体积来比较.所有的这些类都可以实现 isLargerThan()
方法.
如果你知道一个类实现了 Relatable
接口,那么你就可以比较这个类的实例化对象的size.
一下是矩形类 Rectangle
,在 Creating Objects 出现过, 重写这个类来实现 Relatable
接口.
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因为矩形类 RectanglePlus
实现了 Relatable
,任一两个 RectanglePlus
对象的size事可以比较的.
注意:isLargerThan
方法,是在 Relatable
接口中定义的,接口参数类型为Relatable
.将other
装换为 RectanglePlus
实例,类型转换告诉编译器other
对象本身是什么类型,直接在other
对象上调用other.getArea()
方法将会编译失败。
接口的定义包含了锌锭修饰符,关键字interface
,接口名称,逗号分割的父接口(如果有的话),以及接口体,例如:
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public
修饰符表明了接口可以被任何包中的任何类使用。如果你不加这个修饰符,接口就只能被定义在用一个包中的类作为接口实现。
接口可以扩展自其它接口,与类扩展其它的类一样。不过,区别是类值能扩展一个类,但是一个几口可以扩展任何数量的接口,接口定义中包含了他扩展的逗号分割的父接口。
接口体可以包含 抽象方法abstract methods, 默认default methods, 以及 静态static methods. 接口中的抽象方法由分号结尾,但是不包括大括号包围的方法体(即没有方法的实现)。默认方法有default
修饰符定义,静态方法由 static
关键字。接口中所有的抽象方法,默认方法,静态方法 都是public
,所以你可以省略 public
修饰符.
另外,几口可以包含常量声明。接口中定义的所有常量都是 public
, static
, 并且 final
的.所有你可以省略这些限定修饰符.
软件工程中的很多情况写,让各个独立的开发小组遵循一个”合约”,来详细说明他们的软件是如何相互作用的。每个小组应该能再完全不知道其他小组写的代码的情况下编写自己的代码。广泛的说,接口interfaces
就是这样的合约。
例如,想象一下未来社会,电脑控制的机器人汽车运载乘客穿过城市的街道而不需要人为的操作。汽车制造商编写软件(当然,用java语言)来控制他们的汽车,停止,启动,加速,左转等等。另外一个工业小组,电子制导设备制造商,制造电脑系统来接受GPS(Global Positioning System)位置信息以及无线传输的交通状况信息,并根据这些信息驾驶汽车。
汽车制造商必须发布一个工业标准详细说明调用什么方法可以让汽车移动(任何一家厂商的任何一辆车)。这时候制导系统厂商就可以编写软件调用接口所规定的方法命令汽车运行。这样工业组并不需要了解其方法具体是怎么实现的,汽车厂商也高度保留了其所有权并可以随时修改其实现,同时又遵循与已经公布的接口标准。
Java编程语言中,接口interface是一个引用类型,与类class相似,不过只可以包含常量,方法签名,默认方法,静态方法,嵌套类型。只有默认方法和静态方法可以存在方法体。接口不能被实例化——只能被类实现或者被其他的借口扩展。后续的借口将会讲到扩展的内容。
定义一个接口与定义一个类非常类似:
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注意方法签名没有大括号包围的方法体有分号终结。
要使用接口,你学写一个类来实现implements这个接口。当一个科实例化的类实现一个接口是,他提供接口中定义的方法的方法体,例如:,
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上面是机器人汽车例子中,需要实现接口的事汽车制造商。雪佛兰Chevrolet的实现可能与丰田Toyota的实现相当的不同,当然两家厂商都会遵循同样的接口。制导系统厂商,作为接口的消费者,创建系统用来根据汽车的GPS数据,数字地图,你及交通数据驾驶汽车。这么做的做,制导系统厂商只需调用接口中的方法: turn, change lanes, brake, accelerate等等。
机器人汽车的例子展示了接口作为工业标准Application Programming Interface (API). APIs在商业软件中也同样常见。通常,一个公司出售的软件包包含了其他公司想要在他们的产品中使用的复杂方法。一个数字图像处理方法的软件包出售给制作终端用户平面设计软件的公司。图形处理公司写一些类来实现一个接口,这个类对他们的客户开放。平面设计软件公司通过使用接口中定义的方法签名和返回类型使用图形处理方法。这样在图形处理公司的API是公开的,但是API的实现作为私密信息得到保护——事实上他们可以在后续长期工作中根据其客户依赖的原有接口不断的改进其实现方法。
上一个课程中你已经见到过如果实现一个接口。本节将学到更多关于接口的内容-接口是什么,为什么需要写接口,以及如何写接口。
该部分讲述了你如何从一个类衍生出新的类。也就是,一个子类subclass如何继承父类/超类superclass的方法和字段。将学习如果自Object
类衍生出新的类,以及如何修改子类从父类继承的方法。同样会覆盖到类似接口的抽象类abstarct class
问题: 线面的接口有哪些错误:
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问题: 考虑下面的 House
类,实现了问题1中的借口.
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如果你编译这个程序,编译器会产生警告,因为open
方法是反对的(在接口中),你应该做什么来避免警告?
下面的代码在编译时是否会发生错误?为什么?
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id
,synopsis
,engineer
, 以及date
. 设定engineer默认值为unassigned
,date默认值为unknown
.Java SE 8版本之前,注解只能被应用于声明或定义。Java 8中,注解可以应用于任何type use使用类行的地方。例如,类型实例创建表达式 (new
),类型转换 casts,实现引用 implements
,以及抛出异常 throws
引用.这种格式的注解叫做类型注解 type annotation。注解基础 Annotations Basics里提供了几个相关的例子.
类型注解的创建,支持提高确保java程序更强的类型检查的分析方法。Java 8 并没有提供类型检查框架。但是它允许你写或者下载一个类型检查框架,实现一个或者多个可插拔的模块,来与Java编译器结合使用。
例如,你想要确保你程序中一个特定的变量不允许为null;你想要避免触发 NullPointerException
. 你可以写一个自定义的插件检查这个规则.你现在需要修改你的代码并给对应的变量添加注解,表明其不允许被赋值为null。变量的定义可能如下所示:
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当你编译代码时,包含 NonNull
模块。编译器侦测出潜在的问题就会打印出一个警告,告知你修改代码以避免错误。当你修改代码移除所有的警告之后,这个特定的错误在程序运行时将不会发生.
你也可以使用多个类型检查模块,每个模块检查不同类型的错误。这样,你就可以在Java类型系统之上,添加任何你想要的特定的检查。
由合理的类型注解使用以及插件式类型检查的存在,你可以写出更加健壮的代码,更加不易出错。
很多种情况下,你不需要自己实现类型检查模块。已有第三方为你实现了这些工作。例如,你可能会因为华盛顿大学 University of Washington创建的检查框架而受益.这个框架包含了 NonNull
模块,一个正则表达式 regular expression 模块, 以及一个互斥锁 mutex lock 模块.参考 Checker Framework获取更多信息.