Java面向对象程序设计之接口应用
Java语言提供了一种接口（interface）机制。这种接口机制使Java的面向对象编程变得更加灵活。我们可以用接口来定义一个类的表现形式，但接口不能包含任何实现。在《Thinking in Java》一书中，作者对接口有这样的描述：“接口（interface）比抽象（abstract）的概念更进了一步。你可以把一个接口看成是一个纯的抽象类。”我认为作者对接口的这一解释再准确不过了。
理解并用好接口机制将帮助我们更好的掌握Java这种面向对象的编程语言。下面我们来讨论一下接口的使用规则以及相关的应用。
一、接口的定义及实现
定义接口和定义类相似，只是要把class关键字换为interface。定义方法时只需要方法名，返回类型和参数列表，不能有方法体。接口中可以定义字段，这些字段都被暗指为static和final，因此应该根据需要先定好这些字段的值。例如：
public interface Flyable {void fly();}public interface Talkable {void talk();}public interface Message {int MAX_SIZE = 4096;String getMessage();}
上面定义的几个接口中，Flyable和Talkable只定义了一个方法，而Message里除了方法外还有一个字段MAX_SIZE。可以看出这些接口只定义了类的表现形式，而不包含任何实现，所以不能直接使用。要使用这些接口就需要有相应的类去实现它们。实现接口时应该先在类名后用implements关键字申明将要实现的接口，如果要实现多个接口，应该用逗号将它们隔开，然后一一实现这些接口中定义的方法。如下面的例子：
| public class Parrot implements Flyable, Talkable {public void fly() {System.out.println("Flying like a parrot…");}public void talk() {System.out.println("Hello! I am a parrot!");}}public class TextMessage implements Message {String message;public void setMessage(String msg) {message = msg;if (message.length() > MAX_SIZE)message = message.substring(0, MAX_SIZE);}public String getMessage() {return message;}} |
在Parrot（鹦鹉）例子中，我们用接口Flyable来表示飞行能力，Talkable表示说话能力，但它们并不包含具体实现。而Parrot同时具有这两种能力，所以我们为Parrot类同时实现了Flyable和Talkable这两个接口。同样我们还可以定义一个Swallow（燕子）类，但燕子只有飞行能力，所以我们只需要为Swallow实现Flyable就行了。因为它们各自的的飞行方法有所不同，所以它们有各自关于飞行的具体实现。
另外，正因为一个类可以同时实现多个接口，使得Java的面向对象特性变得非常灵活。运用这种特性，我们可以实现类似C++语言中多继承那样的特性，甚至更灵活的一些特性。下面我们来讨论一下接口在实际中的应用。
二、用接口来定义一些全局变量
因为接口内的字段都是static和final的，所以我们可以很方便的利用这一点来创建一些常量。例如：
public interface Const ants {String ROOT = "/root";int MAX_COUNT = 200;int MIN_COUNT = 100;}
在使用时可以直接用Constants.ROOT这样的形式来引用其中的常量。我们还可以用下面这种方法来创建初始值不确定的常量。
public interface RandomColor {int red = Math.random() * 255;int green = Math.random() * 255;int blue = Math.random() * 255;}
其中red、green和blue的值会在第一次被访问时建立，然后保持不变。
三、用接口来定义基本数据结构
在设计一套软件系统的初期，我们可以用接口来对一些基本数据元素的特性来进行一些描述，再根据需要进行不同的实现。请大家看看下面这个例子：
| public interface User {int getAge();String getName();String getPassword();}public class XMLUser implements User {// 这里用XML技术实现User接口中的方法public int getAge() { ... }public String getName() { ... }public String getPassword() { ... }}public abstract class UserFactory {public static UserFactory getUserFactory() {return new XMLUserFactory();}public User getUser(String name);public User getAdmin();public User createUser(String name, String password, int age);public void addUser(User user);public void delUser(User user);}public class XMLUserFactory extends UserFactory {// 这里用XML技术实现的UserFactory的抽象方法} |
在这个例子中，我们定义了一个接口User和一个抽象类UserFactory。然后我们用XML技术实现这两个类。可以看出，我们只需要从用UserFactory的getUserFactory()就可以得到一个UserFactory的实例，而不用去考虑这个实例的具体实现方法。通过UserFactory的这个实例我们还可以直接得到User的实例，也不用去考具体的实现方法。
如果我们决定用JDBC技术来实现User和UserFactory，我们只需要按上面的形式实现JDBCUser和JDBCUserFactory就行了。然后把UserFactory中的getUserFactory方法修改一下就可以改变了它们的实现方法。而我们已经写好的调用UserFactory和User的部分不需要做任何修改。
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