一, 接口基礎知識
1, java語言不支持一個類有多個直接的父類(多繼承),但可以實現(xiàn)（implements）多個接口,間接的實現(xiàn)了多繼承.
2, 與接口相關的設計模式:
1, 定制服務模式
設計精粒度的接口,每個接口代表相關的一組服務,通過繼承來創(chuàng)建復合接口
2, 適配器模式
當每個系統(tǒng)之間接口不匹配時,用適配器來轉換接口
3, 默認適配器模式
為接口提供簡單的默認實現(xiàn)
4, 代理模式
為接口的實現(xiàn)類創(chuàng)建代理類,使用者通過代理來獲得實現(xiàn)類的服務
5, 標識類型模式
用接口來標識一種沒有任何行為的抽象類型
6, 常量接口模式
在接口中定義靜態(tài)常量,在其它類中通過import static語句引入這些常量
3, 接口的特征歸納：
1, 接口中的成員變量默認都是public,static,final類型的(都可省略),必須被顯示初始化,即接口中的成員變量為常量(大寫,單詞之間用"_"分隔)
2, 接口中的方法默認都是public,abstract類型的(都可省略),沒有方法體,不能被實例化
public interface A
{
int CONST = 1; //合法,CONST默認為public,static,final類型
void method(); //合法,method()默認為public,abstract類型
public abstract void method2(); //method2()顯示聲明為public,abstract類型
}
3, 接口中只能包含public,static,final類型的成員變量和public,abstract類型的成員方法
public interface A
{
int var; //錯,var是常量,必須顯示初始化
void method(){...}; //錯,接口中只能包含抽象方法
protected void method2(); //錯,接口中的方法必須是public類型
static void method3(){...}; //錯,接口中不能包含靜態(tài)方法
}
4, 接口中沒有構造方法,不能被實例化
public interface A
{
public A(){...}; //錯,接口中不能包含構造方法
void method();
}
5, 一個接口不能實現(xiàn)(implements)另一個接口,但它可以繼承多個其它的接口
public interface A
{
void methodA();
}
public interface B
{
void methodB();
}
public interface C extends A, B //C稱為復合接口
{
void methodC();
}
public interface C implements A{...} //錯
6, 接口必須通過類來實現(xiàn)它的抽象方法
public class A implements B{...}
7, 當類實現(xiàn)了某個接口時,它必須實現(xiàn)接口中的所有抽象方法,否則這個類必須聲明為抽象的
8, 不允許創(chuàng)建接口的實例(實例化),但允許定義接口類型的引用變量,該引用變量引用實現(xiàn)了這個接口的類的實例
public class B implements A{}
A a = new B(); //引用變量a被定義為A接口類型,引用了B實例
A a = new A(); //錯誤,接口不允許實例化
9, 一個類只能繼承一個直接的父類,但可以實現(xiàn)多個接口,間接的實現(xiàn)了多繼承.
public class A extends B implements C, D{...} //B為class,C,D為interface
4, 通過接口,可以方便地對已經存在的系統(tǒng)進行自下而上的抽象,對于任意兩個類,不管它們是否屬于同一個父類,只有它
們存在相同的功能,就能從中抽象出一個接口類型.對于已經存在的繼承樹,可以方便的從類中抽象出新的接口,但從類
中抽象出新的抽象類卻不那么容易,因此接口更有利于軟件系統(tǒng)的維護與重構.對于兩個系統(tǒng),通過接口交互比通過抽象
類交互能獲得更好的松耦合.
5, 接口是構建松耦合軟件系統(tǒng)的重要法寶,由于接口用于描述系統(tǒng)對外提供的所有服務,因此接口中的成員變量和方法都
必須是public類型的,確保外部使用者能訪問它們,接口僅僅描述系統(tǒng)能做什么,但不指明如何去做,所有接口中的方法
都是抽象方法,接口不涉及和任何具體實例相關的細節(jié),因此接口沒有構造方法,不能被實例化,沒有實例變量.
二, 比較抽象類與接口
1, 抽象類與接口都位于繼承樹的上層
相同點
1, 代表系統(tǒng)的抽象層,當一個系統(tǒng)使用一顆繼承樹上的類時,應該盡量把引用變量聲明為繼承樹的上層抽象類型,
這樣可以提高兩個系統(tǒng)之間的送耦合
2, 都不能被實例化
3, 都包含抽象方法,這些抽象方法用于描述系統(tǒng)能提供哪些服務,但不提供具體的實現(xiàn)
不同點:
1, 在抽象類中可以為部分方法提供默認的實現(xiàn),從而避免在子類中重復實現(xiàn)它們,這是抽象類的優(yōu)勢,但這一優(yōu)勢
限制了多繼承,而接口中只能包含抽象方法.
由于在抽象類中允許加入具體方法,因此擴展抽象類的功能,即向抽象類中添加具體方法,不會對它的子類造
成影響,而對于接口,一旦接口被公布,就必須非常穩(wěn)定,因為隨意在接口中添加抽象方法,會影響到所有的實
現(xiàn)類,這些實現(xiàn)類要么實現(xiàn)新增的抽象方法,要么聲明為抽象類
2, 一個類只能繼承一個直接的父類,這個父類可能是抽象類,但一個類可以實現(xiàn)多個接口,這是接口的優(yōu)勢,但這
一優(yōu)勢是以不允許為任何方法提供實現(xiàn)作為代價的
三, 為什么Java語言不允許多重繼承呢?
當子類覆蓋父類的實例方法或隱藏父類的成員變量及靜態(tài)方法時,Java虛擬機采用不同的綁定規(guī)則,假如還允許
一個類有多個直接的父類,那么會使綁定規(guī)則更加復雜,因此,為了簡化系統(tǒng)結構設計和動態(tài)綁定機制,Java語言
禁止多重繼承.
而接口中只有抽象方法,沒有實例變量和靜態(tài)方法,只有接口的實現(xiàn)類才會實現(xiàn)接口的抽象方法(接口中的抽象方
法是通過類來實現(xiàn)的),因此,一個類即使有多個接口,也不會增加Java虛擬機進行動態(tài)綁定的復雜度.因為Java虛
擬機永遠不會把方法與接口綁定,而只會把方法與它的實現(xiàn)類綁定.
四, 使用接口和抽象類的總體原則:
1, 用接口作為系統(tǒng)與外界交互的窗口
站在外界使用者(另一個系統(tǒng))的角度,接口向使用者承諾系統(tǒng)能提供哪些服務,站在系統(tǒng)本身的角度,接口制定
系統(tǒng)必須實現(xiàn)哪些服務,接口是系統(tǒng)中最高層次的抽象類型.通過接口交互可以提高兩個系統(tǒng)之間的送耦合
系統(tǒng)A通過系統(tǒng)B進行交互,是指系統(tǒng)A訪問系統(tǒng)B時,
把引用變量聲明為系統(tǒng)B中的接口類型,該引用變量引用系統(tǒng)B中接口的實現(xiàn)類的實例.
public interface B
{
}
public class C implements B
{
}
public class A
{
}
B a = new C();
2, 接口本身必須非常穩(wěn)定,接口一旦制定,就不允許隨遇更加,否則對外面使用者及系統(tǒng)本身造成影響
3, 用抽象類來定制系統(tǒng)中的擴展點
抽象類來完成部分實現(xiàn),還要一些功能通過它的子類來實現(xiàn)
2008/1/9
一, Java多態(tài)機制中的綁定規(guī)則深入剖析
class Base
{
String var = "BaseVar"; //實例變量
static String staticVar = "StaticBaseVar"; //靜態(tài)變量
void method() //實例方法
{
System.out.println("Base method");
}
static void staticMethod() //靜態(tài)方法
{
System.out.println("Static Base method");
}
}
public class Sub extends Base
{
String var = "SubVar"; //實例變量
static String staticVar = "StaticSubVar"; //靜態(tài)變量
void method() //隱藏父類的method()方法
{
System.out.println("Sub method");
}
static void staticMethod() //隱藏父類的staticMethod()方法
{
System.out.println("Static Sub method");
}
String subVar = "Var only belonging to Sub";
void subMethod()
{
System.out.println("method only belonging to Sub");
}
public static void main(String args[])
{
//引用變量who被聲明為Base類型,引用Sub類的實例
Base who = new Sub();
//成員變量(靜態(tài)變量,實例變量)與引用變量所聲明的類型(Base類型)的成員變量綁定
System.out.println("who.var = "+who.var); //所以,打印Base類的var變量
System.out.println("who.staticVar = "+who.staticVar); //所以,打印Base類的staticVar變量
//實例方法與引用變量實際引用的對象(Sub對象)的方法綁定
who.method(); //所以,打印Sub實例的method()方法
//靜態(tài)方法與引用變量所聲明的類型(Base類型)的方法綁定
who.staticMethod(); //所以,打印Base類的staticMethod()方法
}
}
【分析過程】
1, 對于一個引用類型的變量,Java編譯器按照它聲明的類型來處理.
例如在以下代碼中,編譯器認為who是Base類型的引用變量,不存在subVar成員變量喝subMethod()方法,編譯報錯
Base who = new Sub(); //引用變量who被聲明為Base類型,引用Sub類的實例
who.subVar = "123"; //編譯錯,在Base類中沒有subVar屬性
who.subMethod(); //編譯錯,在Base類中沒有submethod()方法
如果要訪問Sub類的成員,必須通過強制類型轉換:
Base who = new Sub();
//把Base引用類型的who成員變量強制轉換為Sub引用類型
//把引用變量轉換為子類的類型稱為向下轉型,把引用變量轉換為父類的類型稱為向上轉型
((Sub)who).subVar = "123";
((Sub)who).subMethod();
Java編譯器允許在具有直接或間接繼承關系的類之間進行類型轉換,對于向上轉型,Java編譯器會自動進行,對于
向下轉型,需要進行強制類型轉換
如果兩種類型之間沒有繼續(xù)關系,即不在繼承樹的同一個繼承分支上,那么Java編譯器不允許進行類型轉換
2, 對于一個引用類型的變量,運行時Java虛擬機按照它實際引用的對象來處理
例如以下代碼雖編譯可通過,但運行時會拋出ClassCastException運行時異常
Base who = new Base(); //who引用Base類的實例
Sub s = (Sub)who; //運行時會拋出ClassCastException
在運行時,子類的對象可以轉換為父類類型,而父類的對象實際上無法轉換為子類類型
3, 在運行時環(huán)境中,通過引用類型變量來訪問所引用對象的方法和屬性時,Java虛擬機采用以下綁定規(guī)則:
1, 實例方法與引用變量實際引用的對象的方法綁定,這種綁定屬于動態(tài)綁定,因為是在運行時由Java虛擬機
動態(tài)決定的
2, 靜態(tài)方法與引用變量所聲明的類型的方法綁定,這種綁定屬于靜態(tài)綁定,因為實際上是在編譯階段就已經
綁定
3, 成員變量(靜態(tài)變量,實例變量)與引用變量所聲明的類型的成員變量綁定,這種綁定屬于靜態(tài)綁定,因為
實際上是在編譯階段就已經綁定
