java学习笔记《面向对象编程》——接口

一、接口的概念和基本特征

在Java语言中，接口有两种意思：

一是指概念性的接口，即指系统对外提供的所有服务。类的所有能被外部使用者访问的方法构成了类的接口。

二是指用interface关键字定义的实实在在的接口，也成为接口类型。它用于明确的描述系统对外提供的所有服务，能够更加清晰的把系统的实现细节与接口分离。

接口对其成员变量和方法做了许多限制。接口的特征归纳如下：

（1）接口中的成员变量和变量默认都是public、static、final类型的，必须被显示初始化。

（2）接口中的方法默认都是public、abstract类型的。

（3）接口中只能包含public、static、final类型的成员变量和public、abstract类型的成员方法。

（4）接口没有构造方法，不能别实例化。

（5）一个接口不能实现另一个接口，但它可以继承多个其他接口。

（6）接口必须通过类来实现它的抽象方法。

（7）与子类继承抽象父类相似，当类实现了某个接口时，它必须实现接口中所有的抽象方法，否则这个类必须被定义为抽象类。

（8）不允许创建接口的实例，但允许定义接口类型的引用变量，该变量引用实现了这个接口的类的实例。

（9）一个类只能继承一个直接的父类，但能实现多个接口。

二、比较抽象类与接口

抽象类与接口都位于继承树的上层。它们具有一下相同点：

（1）代表系统的抽象层。

（2）都不能被实例化。

（3）都能包含抽象方法。

抽象类和接口主要有两大区别：

（1）在抽象类中可以为部分方法提供默认的实现，从而避免在子类中重复实现它们，提高代码的可重用性，这是抽象类的优势所在；而接口中只能包含抽象方法。

由于抽象类中允许加入具体的方法（即非抽象方法），因此扩展抽象类的功能，即向抽象类中添加一个具体的方法，不会对它的子类造成影响；而对于接口，一旦接口被公布，就必须非常稳定，因为随意在接口中添加抽象方法，会影响到所有的实现类，这些实现类要么实现新增的抽象方法，要么声明为抽象类。

（2）一个类只能继承一个直接的父类，这个父类有可能是抽象类；但一个类可以实现多个接口，这是接口的优势所在。

为了简化系统结构和动态绑定机制，Java语言禁止多继承。借助接口，可以方便地对已经存在的系统进行自下而上的抽象。对于任意两个类，不管它们是否属于同一个父类，只要它们存在着相同的功能，就能从中抽象出一个接口类型。接口中定义了系统对外提供的一组相关的服务，接口并不强迫它的实现类在语义上是同一种类型。

综上所述，接口和抽象类各有优缺点，开发人员应该扬长避短，发挥接口和抽象类各自的长处。使用接口和抽象类的总的原则如下：

（1）用接口作为系统与外界交互的窗口。站在外界使用者的角度，接口向使用者承诺系统能提供哪些服务；站在系统本身角度，接口指定系统必须实现哪些服务。接口是系统中最高层次的抽象类型。

（2）由于外界使用者依赖系统的接口，并且系统内部会实现接口，因此接口本身必须十分稳定，接口一旦制定，就不允许随意修改，否则会对外界使用者及系统内部都造成影响。

（3）用抽象类来制定系统中的扩展点。可以把抽象类看做介于“抽象”和“实现”之间的半成品，抽象类力所能及的完成了部分实现，但该有一些功能有待于它的子类去实现。

三、与接口相关的设计模式