『壹』 如何在Java類中定義介面屬性並如何使用介面的方法
摘要
一, 介面基礎知識
1, java語言不支持一個類有多個直接的父類(多繼承),但可以實現（implements）多個介面,間接的實現了多繼承.
2, 與介面相關的設計模式:
1, 定製服務模式
設計精粒度的介面,每個介面代表相關的一組服務,通過繼承來創建復合介面
2, 適配器模式
當每個系統之間介面不匹配時,用適配器來轉換介面
3, 默認適配器模式
為介面提供簡單的默認實現
4, 代理模式
為介面的實現類創建代理類,使用者通過代理來獲得實現類的服務
5, 標識類型模式
用介面來標識一種沒有任何行為的抽象類型
6, 常量介面模式
在介面中定義靜態常量,在其它類中通過import static語句引入這些常量
3, 介面的特徵歸納：
1, 介面中的成員變數默認都是public,static,final類型的(都可省略),必須被顯示初始化,即介面中的成員變數為常量(大寫,單詞之間用"_"分隔)
2, 介面中的方法默認都是public,abstract類型的(都可省略),沒有方法體,不能被實例化
public interface A
{
int CONST = 1; //合法,CONST默認為public,static,final類型
void method(); //合法,method()默認為public,abstract類型
public abstract void method2(); //method2()顯示聲明為public,abstract類型
}
3, 介面中只能包含public,static,final類型的成員變數和public,abstract類型的成員方法
public interface A
{
int var; //錯,var是常量,必須顯示初始化
void method(){...}; //錯,介面中只能包含抽象方法
protected void method2(); //錯,介面中的方法必須是public類型
static void method3(){...}; //錯,介面中不能包含靜態方法
}
4, 介面中沒有構造方法,不能被實例化
public interface A
{
public A(){...}; //錯,介面中不能包含構造方法
void method();
}
5, 一個介面不能實現(implements)另一個介面,但它可以繼承多個其它的介面
public interface A
{
void methodA();
}
public interface B
{
void methodB();
}
public interface C extends A, B //C稱為復合介面
{
void methodC();
}
public interface C implements A{...} //錯
6, 介面必須通過類來實現它的抽象方法
public class A implements B{...}
7, 當類實現了某個介面時,它必須實現介面中的所有抽象方法,否則這個類必須聲明為抽象的
8, 不允許創建介面的實例(實例化),但允許定義介面類型的引用變數,該引用變數引用實現了這個介面的類的實例
public class B implements A{}
A a = new B(); //引用變數a被定義為A介面類型,引用了B實例
A a = new A(); //錯誤,介面不允許實例化
9, 一個類只能繼承一個直接的父類,但可以實現多個介面,間接的實現了多繼承.
public class A extends B implements C, D{...} //B為class,C,D為interface
4, 通過介面,可以方便地對已經存在的系統進行自下而上的抽象,對於任意兩個類,不管它們是否屬於同一個父類,只有它
們存在相同的功能,就能從中抽象出一個介面類型.對於已經存在的繼承樹,可以方便的從類中抽象出新的介面,但從類
中抽象出新的抽象類卻不那麼容易,因此介面更有利於軟體系統的維護與重構.對於兩個系統,通過介面交互比通過抽象
類交互能獲得更好的松耦合.
5, 介面是構建松耦合軟體系統的重要法寶,由於介面用於描述系統對外提供的所有服務,因此介面中的成員變數和方法都
必須是public類型的,確保外部使用者能訪問它們,介面僅僅描述系統能做什麼,但不指明如何去做,所有介面中的方法
都是抽象方法,介面不涉及和任何具體實例相關的細節,因此介面沒有構造方法,不能被實例化,沒有實例變數.二, 比較抽象類與介面
1, 抽象類與介面都位於繼承樹的上層
相同點
1, 代表系統的抽象層,當一個系統使用一顆繼承樹上的類時,應該盡量把引用變數聲明為繼承樹的上層抽象類型,
這樣可以提高兩個系統之間的送耦合
2, 都不能被實例化
3, 都包含抽象方法,這些抽象方法用於描述系統能提供哪些服務,但不提供具體的實現
不同點:
1, 在抽象類中可以為部分方法提供默認的實現,從而避免在子類中重復實現它們,這是抽象類的優勢,但這一優勢
限制了多繼承,而介面中只能包含抽象方法.
由於在抽象類中允許加入具體方法,因此擴展抽象類的功能,即向抽象類中添加具體方法,不會對它的子類造
成影響,而對於介面,一旦介面被公布,就必須非常穩定,因為隨意在介面中添加抽象方法,會影響到所有的實
現類,這些實現類要麼實現新增的抽象方法,要麼聲明為抽象類
2, 一個類只能繼承一個直接的父類,這個父類可能是抽象類,但一個類可以實現多個介面,這是介面的優勢,但這
一優勢是以不允許為任何方法提供實現作為代價的三, 為什麼Java語言不允許多重繼承呢?
當子類覆蓋父類的實例方法或隱藏父類的成員變數及靜態方法時,Java虛擬機採用不同的綁定規則,假如還允許
一個類有多個直接的父類,那麼會使綁定規則更加復雜,因此,為了簡化系統結構設計和動態綁定機制,Java語言
禁止多重繼承.
而介面中只有抽象方法,沒有實例變數和靜態方法,只有介面的實現類才會實現介面的抽象方法(介面中的抽象方
法是通過類來實現的),因此,一個類即使有多個介面,也不會增加Java虛擬機進行動態綁定的復雜度.因為Java虛
擬機永遠不會把方法與介面綁定,而只會把方法與它的實現類綁定.四, 使用介面和抽象類的總體原則:
1, 用介面作為系統與外界交互的窗口
站在外界使用者(另一個系統)的角度,介面向使用者承諾系統能提供哪些服務,站在系統本身的角度,介面制定
系統必須實現哪些服務,介面是系統中最高層次的抽象類型.通過介面交互可以提高兩個系統之間的送耦合
系統A通過系統B進行交互,是指系統A訪問系統B時,
把引用變數聲明為系統B中的介面類型,該引用變數引用系統B中介面的實現類的實例.
public interface B
{
}
public class C implements B
{
}
public class A
{
}
B a = new C();
2, 介面本身必須非常穩定,介面一旦制定,就不允許隨遇更加,否則對外面使用者及系統本身造成影響
3, 用抽象類來定製系統中的擴展點
抽象類來完成部分實現,還要一些功能通過它的子類來實現 2008/1/9
一, Java多態機制中的綁定規則深入剖析
class Base
{
String var = "BaseVar"; //實例變數
static String staticVar = "StaticBaseVar"; //靜態變數 void method() //實例方法
{
System.out.println("Base method");
} static void staticMethod() //靜態方法
{
System.out.println("Static Base method");
}
}public class Sub extends Base
{
String var = "SubVar"; //實例變數
static String staticVar = "StaticSubVar"; //靜態變數
void method() //隱藏父類的method()方法
{
System.out.println("Sub method");
} static void staticMethod() //隱藏父類的staticMethod()方法
{
System.out.println("Static Sub method");
} String subVar = "Var only belonging to Sub"; void subMethod()
{
System.out.println("method only belonging to Sub");
} public static void main(String args[])
{
//引用變數who被聲明為Base類型,引用Sub類的實例
Base who = new Sub();
//成員變數(靜態變數,實例變數)與引用變數所聲明的類型(Base類型)的成員變數綁定
System.out.println("who.var = "+who.var); //所以,列印Base類的var變數
System.out.println("who.staticVar = "+who.staticVar); //所以,列印Base類的staticVar變數 //實例方法與引用變數實際引用的對象(Sub對象)的方法綁定
who.method(); //所以,列印Sub實例的method()方法 //靜態方法與引用變數所聲明的類型(Base類型)的方法綁定
who.staticMethod(); //所以,列印Base類的staticMethod()方法
}
}
【分析過程】
1, 對於一個引用類型的變數,Java編譯器按照它聲明的類型來處理.
例如在以下代碼中,編譯器認為who是Base類型的引用變數,不存在subVar成員變數喝subMethod()方法,編譯報錯
Base who = new Sub(); //引用變數who被聲明為Base類型,引用Sub類的實例
who.subVar = "123"; //編譯錯,在Base類中沒有subVar屬性
who.subMethod(); //編譯錯,在Base類中沒有submethod()方法
如果要訪問Sub類的成員,必須通過強制類型轉換:
Base who = new Sub();
//把Base引用類型的who成員變數強制轉換為Sub引用類型
//把引用變數轉換為子類的類型稱為向下轉型,把引用變數轉換為父類的類型稱為向上轉型
((Sub)who).subVar = "123";
((Sub)who).subMethod();
Java編譯器允許在具有直接或間接繼承關系的類之間進行類型轉換,對於向上轉型,Java編譯器會自動進行,對於
向下轉型,需要進行強制類型轉換
如果兩種類型之間沒有繼續關系,即不在繼承樹的同一個繼承分支上,那麼Java編譯器不允許進行類型轉換
2, 對於一個引用類型的變數,運行時Java虛擬機按照它實際引用的對象來處理
例如以下代碼雖編譯可通過,但運行時會拋出ClassCastException運行時異常
Base who = new Base(); //who引用Base類的實例
Sub s = (Sub)who; //運行時會拋出ClassCastException
在運行時,子類的對象可以轉換為父類類型,而父類的對象實際上無法轉換為子類類型
3, 在運行時環境中,通過引用類型變數來訪問所引用對象的方法和屬性時,Java虛擬機採用以下綁定規則:
1, 實例方法與引用變數實際引用的對象的方法綁定,這種綁定屬於動態綁定,因為是在運行時由Java虛擬機
動態決定的
2, 靜態方法與引用變數所聲明的類型的方法綁定,這種綁定屬於靜態綁定,因為實際上是在編譯階段就已經
綁定
3, 成員變數(靜態變數,實例變數)與引用變數所聲明的類型的成員變數綁定,這種綁定屬於靜態綁定,因為
實際上是在編譯階段就已經綁定