java學習筆記《面向對象程式設計》——接口

一、接口的概念和基本特征

在Java語言中，接口有兩種意思：

一是指概念性的接口，即指系統對外提供的所有服務。類的所有能被外部使用者通路的方法構成了類的接口。

二是指用interface關鍵字定義的實實在在的接口，也成為接口類型。它用于明确的描述系統對外提供的所有服務，能夠更加清晰的把系統的實作細節與接口分離。

接口對其成員變量和方法做了許多限制。接口的特征歸納如下：

（1）接口中的成員變量和變量預設都是public、static、final類型的，必須被顯示初始化。

（2）接口中的方法預設都是public、abstract類型的。

（3）接口中隻能包含public、static、final類型的成員變量和public、abstract類型的成員方法。

（4）接口沒有構造方法，不能别執行個體化。

（5）一個接口不能實作另一個接口，但它可以繼承多個其他接口。

（6）接口必須通過類來實作它的抽象方法。

（7）與子類繼承抽象父類相似，當類實作了某個接口時，它必須實作接口中所有的抽象方法，否則這個類必須被定義為抽象類。

（8）不允許建立接口的執行個體，但允許定義接口類型的引用變量，該變量引用實作了這個接口的類的執行個體。

（9）一個類隻能繼承一個直接的父類，但能實作多個接口。

二、比較抽象類與接口

抽象類與接口都位于繼承樹的上層。它們具有一下相同點：

（1）代表系統的抽象層。

（2）都不能被執行個體化。

（3）都能包含抽象方法。

抽象類和接口主要有兩大差別：

（1）在抽象類中可以為部分方法提供預設的實作，進而避免在子類中重複實作它們，提高代碼的可重用性，這是抽象類的優勢所在；而接口中隻能包含抽象方法。

由于抽象類中允許加入具體的方法（即非抽象方法），是以擴充抽象類的功能，即向抽象類中添加一個具體的方法，不會對它的子類造成影響；而對于接口，一旦接口被公布，就必須非常穩定，因為随意在接口中添加抽象方法，會影響到所有的實作類，這些實作類要麼實作新增的抽象方法，要麼聲明為抽象類。

（2）一個類隻能繼承一個直接的父類，這個父類有可能是抽象類；但一個類可以實作多個接口，這是接口的優勢所在。

為了簡化系統結構和動态綁定機制，Java語言禁止多繼承。借助接口，可以友善地對已經存在的系統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，隻要它們存在着相同的功能，就能從中抽象出一個接口類型。接口中定義了系統對外提供的一組相關的服務，接口并不強迫它的實作類在語義上是同一種類型。

綜上所述，接口和抽象類各有優缺點，開發人員應該揚長避短，發揮接口和抽象類各自的長處。使用接口和抽象類的總的原則如下：

（1）用接口作為系統與外界互動的視窗。站在外界使用者的角度，接口向使用者承諾系統能提供哪些服務；站在系統本身角度，接口指定系統必須實作哪些服務。接口是系統中最高層次的抽象類型。

（2）由于外界使用者依賴系統的接口，并且系統内部會實作接口，是以接口本身必須十分穩定，接口一旦制定，就不允許随意修改，否則會對外界使用者及系統内部都造成影響。

（3）用抽象類來制定系統中的擴充點。可以把抽象類看做介于“抽象”和“實作”之間的半成品，抽象類力所能及的完成了部分實作，但該有一些功能有待于它的子類去實作。

三、與接口相關的設計模式