【Java初阶（七）】接口

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1.前言

在现实生活中，接口的例子比比皆是，比如：笔记本上的USB口，电源插座等,在Java中也有接口，这篇文章我们将进行接口的学习。

本章重点

接口的概念，接口的语法规则，接口特性，实现接口，接口间的继承，抽象类和接口的区别，object类

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2.接口

接口就是公共的行为规范标准，大家在实现时，只要符合规范标准，就可以通用。在Java中，接口可以看成是：多个类的公共规范，是一种引用数据类型。

2.1语法规则

接口的定义格式与定义类的格式基本相同，将class关键字换成interface 关键字，就定义了一个接口。

public interface 接口名称{
//成员变量
public static final int a;//public static final 可以不写，这是默认的
//抽象方法
public abstract void method1();//public abstrac 可以不写，这是默认的
}

提示
创建接口时，接口命名一般以大写字母I开头

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2.2接口使用

接口不能直接使用，必须要有一个"实现类"来"实现"该接口，实现接口中的所有抽象方法。

public  class 类名称 implements 接口名称{// ...} 

例如：
请实现笔记本电脑使用USB鼠标、USB键盘的例子

1. USB接口：包含打开设备、关闭设备功能
2. 笔记本类：包含开机功能、关机功能、使用USB设备功能
3. 鼠标类：实现USB接口，并具备点击功能
4. 键盘类：实现USB接口，并具备输入功能

//USB接口
public interface USB {void openDevice();void closeDevice();
}
//Mouse
public class Mouse implements USB{@Overridepublic void openDevice() {System.out.println("打开鼠标");}@Overridepublic void closeDevice() {System.out.println("关闭鼠标");}public void click(){System.out.println("鼠标点击");}}
//KeyBoard
public class KeyBoard implements USB{@Overridepublic void openDevice() {System.out.println("打开键盘");}@Overridepublic void closeDevice() {System.out.println("关闭键盘");}public void inPut(){System.out.println("键盘输入");}
}
//笔记本
public class Computer {public void powerOn(){System.out.println("打开笔记本");}public void useDevice(USB usb){usb.openDevice();}public void closeDevice(USB usb){usb.closeDevice();}public void powerOff(){System.out.println("关闭笔记本");}
}
//测试
public class Main {public static void main(String[] args) {Computer computer=new Computer();//打开电脑computer.powerOn();//使用鼠标computer.useDevice(new Mouse());//使用键盘computer.useDevice(new KeyBoard());//关闭电脑computer.powerOff();}
}

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2.3接口特性

1. 接口类型是一种引用类型，但是不能直接new接口的对象。
2. 接口中每一个方法都是public的抽象方法, 即接口中的方法会被隐式的指定为 public abstract（只能是public abstract，其他修饰符都会报错)。
3. 接口中的方法是不能在接口中实现的，只能由实现接口的类来实现。
4. 重写接口中方法时，不能使用默认的访问权限。
5. 接口中可以含有变量，但是接口中的变量会被隐式的指定为 public static final 变量。
6. 接口中不能有静态代码块和构造方法。

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2.4实现多个接口

在Java中，类和类之间是单继承的，一个类只能有一个父类，即Java中不支持多继承，但是一个类可以实现多个接口。下面通过类来表示一组动物.

class Animal {protected String name;   public Animal(String name) {this.name = name;}}
//接口
interface IFlying {void fly();} 
interface IRunning {void run();} 
interface ISwimming {void swim();}class duck extends Animal implements ISwimming,IRunning{public void run() {System.out.println(this.name + "正在往前跳");}@Overridepublic void swim() {System.out.println(this.name + "正在蹬腿游泳");}
}

注意：一个类实现多个接口时，每个接口中的抽象方法都要实现，否则类必须设置为抽象类。

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2.5接口使用实例

给数组排序

//先定义一个Student类class Student {private String name;private int score;public Student(String name, int score) {this.name = name;this.score = score;}public String toString() {return "[" + this.name + ":" + this.score + "]";}}//再给定一个数组对象Student[] students = new Student[] {new Student("张三", 95),new Student("李四", 96),new Student("王五", 97),new Student("赵六", 92),};//数组进行排序Arrays.sort(students);System.out.println(Arrays.toString(students));//运行出错，抛出异常

为什么会出错呢？ 和普通的整数不一样, 两个整数是可以直接比较的, 大小关系明确. 而两个学生对象的大小关系怎么确定? 需要我们额外指定.让我们的 Student 类实现 Comparable 接口, 并实现Compare To方法。

class Student implements Comparable {private String name;private int score;public Student(String name, int score) {this.name = name;this.score = score;}@Overridepublic String toString() {return "[" + this.name + ":" + this.score + "]";}@Overridepublic int compareTo(Object o) {Student s = (Student)o;if (this.score > s.score) {return -1;} else if (this.score < s.score) {return 1;} else {return 0;

在 sort 方法中会自动调用 compareTo 方法. compareTo 的参数是 Object , 其实传入的就是 Student 类型的对象.然后比较当前对象和参数对象的大小关系(按分数来算).

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2.6Clonable接口和深拷贝

Java 中内置了一些很有用的接口, Clonable 就是其中之一。Object 类中存在一个 clone 方法, 调用这个方法可以创建一个对象的 “拷贝”. 但是要想合法调用 clone 方法, 必须要先实现 Clonable 接口, 否则就会抛出 CloneNotSupportedException 异常。

//Student实现Cloneable接口
public class Student implements Cloneable{private String name;private int score;public Student(String name, int score) {this.name = name;this.score = score;}public String toString() {return "[" + this.name + ":" + this.score + "]";}@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {return super.clone();}
}
//Test类
public class Test {public static void main(String[] args)throws CloneNotSupportedException {Student S1=new Student("lili",100);Student S2=new Student("Anna",90);Student S3=(Student) S1.clone();//克隆System.out.println(S1);System.out.println(S2);System.out.println(S3);}
}

那么什么是浅拷贝，什么又是深拷贝呢，我们对上面的代买进行更改

public class Money{public double money=12.5;
}
public class Student implements Cloneable{private String name;private int score;public Money m =new Money();//new一个money对象public Student(String name, int score) {this.name = name;this.score = score;}public String toString() {return "[" + this.name + ":" + this.score + "]";}@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {return super.clone();}
}
//Test类
public class Test {public static void main(String[] args)throws CloneNotSupportedException {Student S1=new Student("lili",100);Student S2=new Student("Anna",90);Student S3=(Student) S1.clone();//克隆System.out.println(S1);System.out.println(S2);System.out.println(S3);}
}

上方表达式虽然S3实现克隆，但是其中的m引用依然指向原来的对象，如下图所示

如果要实现m的拷贝那该如何做呢？我们就需要把Money类也实现Cloneable接口

//Money类实现Cloneable接口
public class Money implements Cloneable{public double money=12.5;@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {return super.clone();}
}
//修改Student类中的clone方法@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {Student tmp = super.clone();tmp.m=(Money)this.m.clone();}

这个时候就实现了对m的克隆了:

那么浅拷贝就是上述的地中情况，克隆拷出来的对象只有一份，深拷贝就是第二种情况。

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3.Object类

Object是Java默认提供的一个类。Java里面除了Object类，所有的类都是存在继承关系的。默认会继承Object父类。即所有类的对象都可以使用Object的引用进行接收。
范例：使用Object接受所有类

class Person{}class Student{}public class Test {public static void main(String[] args) {function(new Person());function(new Student());}public static void function(Object obj) {System.out.println(obj);}}

//执行结果：
Person@1b6d3586
Student@4554617c
所以在开发之中，Object类是参数的最高统一类型。但是Object类也存在有定义好的一些方法。如下

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3.1对象比较equals方法

在Java中，=进行时候
a.左右两侧是基本类型变量，比较的是变量中值是否相同。
b.如果==左右两侧是引用类型变量，比较的是引用变量地址是否相同。
c.如果要比较对象中内容，必须重写Object中的equals方法，因为equals方法默认也是按照地址比较的。

class Person{private String name ; private int age ; public Person(String name, int age) {this.age = age ; this.name = name ;}}public class Test {public static void main(String[] args) {Person p1 = new Person("gaobo", 20) ; Person p2 = new Person("gaobo", 20) ; int a = 10;int b = 10;System.out.println(a == b);             // 输出trueSystem.out.println(p1 == p2);           // 输出false，地址不同System.out.println(p1.equals(p2));      // 输出false，地址不同}}   

Person类重写equals方法后，然后比较

   ...@Overridepublic boolean equals(Object obj) {if (obj == null) {return false ; }if(this == obj) {return true ; }// 不是Person类对象if (!(obj instanceof Person)) {return false ; }Person person = (Person) obj ; // 向下转型，比较属性值return this.name.equals(person.name) && this.age==person.age ; }}

结论：比较对象中内容是否相同的时候，一定要重写equals方法。

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3.2hashcode方法

我们查看toString方法

public String toString() {return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());}

我们看到了hashCode（）方法，它可以帮我们计算一个具体的位置。该方法是一个native方法，底层是由C/C++代码写的。我们看不到。我们认为两个名字相同，年龄相同的对象，将存储在同一个位置，如果不重写hashcode()方法，我们可以来看示例
代码：

注意事项：两个对象的hash值不一样。
像重写equals方法一样，我们也可以重写hashcode()方法。此时我们再来看看。public native int hashCode();class Person {public String name;public int age;public Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}}public class TestDemo4 {public static void main(String[] args) {Person per1 = new Person("gaobo", 20) ;Person per2 = new Person("gaobo", 20) ;System.out.println(per1.hashCode());//结果为460141958System.out.println(per2.hashCode());//结果为1163157884}}

注意：两个对象的hash值不一样
像重写equals方法一样，我们也可以重写hashcode()方法。此时我们再来看看

 
public native int hashCode();class Person {public String name;public int age;public Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}}public class TestDemo4 {public static void main(String[] args) {Person per1 = new Person("gaobo", 20) ;Person per2 = new Person("gaobo", 20) ;System.out.println(per1.hashCode());System.out.println(per2.hashCode());}}//执行结果
4601419581163157884class Person {public String name;public int age;public Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}@Overridepublic int hashCode() {return Objects.hash(name, age);}}public class TestDemo4 {public static void main(String[] args) {Person per1 = new Person("gaobo", 20) ;Person per2 = new Person("gaobo", 20) ;System.out.println(per1.hashCode());System.out.println(per2.hashCode());}}
//执行结果
//460141958
// 460141958

hashcode用来确定对象在内存中存储的位置是否相同

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4.总结

本篇文章主要讲解了接口的概念，接口的语法规则，接口特性，实现接口，接口间的继承，抽象类和接口的区别，object类，感兴趣的同学可以继续深入学习。

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下期预告：String类