Java基礎05 實施介面

在 封裝與介面中，private關鍵字封裝了物件的內部成員。經過封裝，產品隱藏了內部細節，只提供給使用者 介面(interface)。

介面是非常有用的概念，可以輔助我們的抽象思考。在現實生活中，當我們想起某個用具的時候，往往想到的是該用具的功能性介面。比如杯子，我們想到加水和喝水的可能性，高於想到杯子的材質和價格。也就是說，一定程度上，用具的介面等同於用具本身。內部細節則在思考過程中被摒棄。

a cup in mind

在public和private的封裝機制，我們實際上同時定義了類和介面，類和介面混合在一起。Java還提供了 interface這一語法。這一語法將 介面從類的具體定義中剝離出來，構成一個獨立的主體。

interface

以杯子為例，定義一個杯子的介面:

interface Cup {    void addWater(int w);    void drinkWater(int w);
}

Cup這個interface中定義了兩個方法的原型(stereotype): addWater()和drinkWater()。一個方法的原型規定了方法名，引數列表和返回型別。原型可以告訴外部如何使用這些方法。

在interface中，我們

• 不需要定義方法的主體
• 不需要說明方法的可見性

注意第二點，interface中的方法預設為public。正如我們在 封裝與介面中講到的，一個類的public方法構成了介面。所以，所有出現在interface中的方法都 預設為public。

我們可以在一個類的定義中實施介面，比如下面的MusicCup (可以播放音樂的杯子):

class MusicCup implements Cup 
{    public void addWater(int w) 
    {        this.water = this.water + w;
    }    public void drinkWater(int w)
    {        this.water = this.water - w;
    }    private int water = 0;
}

我們用 implements關鍵字來實施interface。一旦在類中實施了某個interface，必須在該類中定義interface的所有方法(addWater()和drinkWater())。類中的方法需要與interface中的方法原型相符。否則，Java將報錯。

在類中可以定義interface沒有提及的其他public方法。也就是說，interface規定一個必須要實施的最小介面。比如下面的waterContent()方法就沒有在Cup介面中規定原型:

class MusicCup implements Cup 
{    public void addWater(int w) 
    {        this.water = this.water + w;
    }    public void drinkWater(int w)
    {        this.water = this.water - w;
    }    public int waterContent()
    {        return this.water;
    }    private int water = 0;
}

分離介面的意義

我們使用了interface，但這個interface並沒有減少我們定義類時的工作量。我們依然要像之前一樣，具體的編寫類。我們甚至於要更加小心，不能違反了interface的規定。既然如此，我們為什麼要使用interface呢？

事實上，interface就像是 行業標準。一個工廠(類)可以採納行業標準 (implement interface)，也可以不採納行業標準。但是，一個採納了行業標準的產品將有下面的好處:

• 更高質量: 沒有加水功能的杯子不符合標準。
• 更容易推廣: 正如電腦上的USB介面一樣，下游產品可以更容易銜接。

如果我們已經有一個Java程式，用於處理符合Cup介面的物件，比如領小朋友喝水。那麼，只要我們確定，我們給小朋友的杯子(物件)實施了Cup介面，就可以確保小朋友可以執行喝水這個動作了。至於這個杯子(物件)是如何具體定義喝水這個動作的，我們就可以留給相應的類自行決定 (比如用吸管喝水，或者開一個小口喝水)。

在電腦科學中，介面是很重要的概念。比如任何提供UNIX介面的作業系統都可以稱作UNIX系統。Linux，Mac OS，Solaris都是UNIX系統，它們提供相似的介面。但是，各個系統的具體實施(原始碼)互不相同。Linux是開源的，你可以檢視它的每一行程式碼，但你還是不知道如何去編寫一個Solaris系統。

相同的UNIX介面

實施多個介面

一個類可以實施不止一個的interface。比如我們有下面一個interface:

interface MusicPlayer {    void play();
}

我們再來考慮MusicCup類。MusicCup可以看做播放器和杯子的混合體。

所以MusicCup應該具備兩套介面，即同時實施MusicPlayer介面和Cup介面:

class MusicCup 
implements
 MusicPlayer, Cup
{    
public 
void addWater(
int
 w) 
    {        
this.water = 
this.water +
 w;
    }    
public 
void drinkWater(
int
 w)
    {        
this.water = 
this.water -
 w;
    }    
public 
void
 play()
    {
        System.out.println("la...la...la"
);
    }


    
private 
int water = 0
;
}

最後，可以嘗試將本文中的interface和類定義放在同一個檔案中，並編寫Test類，執行一下。

總結

interface, method stereotype, public

implements interface

implements interface1, interface2