Java接口的深入理解与应用

### Java 接口的深入理解与应用 #### 1. 部分接口实现 在 Java 中，实现接口时不一定要实现接口中的所有方法，但如果不实现所有方法，类必须声明为抽象类。例如： ```java import static conversions.ConversionFactors.INCH_TO_MM; import static conversions.ConversionFactors.OUNCE_TO_GRAM; public abstract class MyClass implements Conversions { // Implementation of two of the methods in the interface @Override public double inchesToMillimeters(double inches) { return inches*INCH_TO_MM; } @Override public double ouncesToGrams(double ounces) { return ounces*OUNCE_TO_GRAM; } // Definition of the rest of the class... } ``` 这里的 `MyClass` 类没有实现 `Conversions` 接口的所有方法，所以它必须声明为抽象类。不能创建 `MyClass` 类型的对象，需要定义一个子类来实现接口中剩余的方法。 关于 `@Override` 注解，对于非抽象的实现类，编译器会在未正确实现接口方法时报错，所以不需要使用该注解。但在抽象类中，使用 `@Override` 注解可以确保接口方法签名错误被标记出来。 #### 2. 扩展接口 可以使用 `extends` 关键字基于一个接口定义另一个接口，扩展的接口会继承被扩展接口的所有方法和常量。例如： ```java public interface Conversions extends ConversionFactors { double inchesToMillimeters(double inches); double ouncesToGrams(double ounces); double poundsToGrams(double pounds); double hpToWatts(double hp); double wattsToHP(double watts); } ``` 现在 `Conversions` 接口包含了 `ConversionFactors` 接口的成员，实现 `Conversions` 接口的类可以使用 `ConversionFactors` 中的常量来实现方法。`ConversionFactors` 被称为 `Conversions` 接口的超接口。 #### 3. 接口与多重继承 与类只能继承一个父类不同，接口可以扩展任意数量的其他接口。例如： ```java public interface MyInterface extends HisInterface, HerInterface { // Interface members – constants and abstract methods... } ``` `MyInterface` 继承了 `HisInterface` 和 `HerInterface` 的所有方法和常量，这就是多重继承。在 Java 中，类不支持多重继承，只有接口支持。 需要注意的是，如果两个或多个超接口声明了具有相同签名的方法，这些方法在所有声明它们的接口中必须具有相同的返回类型，否则编译器会报错。 #### 4. 接口的使用 接口声明的方法定义了一组标准操作，不同的类可以通过实现接口来添加这组标准操作。因此，不同类型的对象可以共享一组通用操作，尽管具体实现可能不同。接口常被描述为一组操作的契约。 接口还可以定义类型，从而实现多态性。虽然不能创建接口类型的对象，但可以创建接口类型的变量。例如： ```java Conversions converter = null; ``` 这个变量可以存储实现 `Conversions` 接口的任何类对象的引用，从而可以多态地调用 `Conversions` 接口中声明的方法。 #### 5. 接口与多态性示例 以家庭视听设备和遥控器为例，多个设备（如电视、DVD 播放器）都有各自的遥控器，这些遥控器有一些共同的按钮（如电源开关、音量调节等）。可以定义一个通用的遥控器接口： ```java public interface RemoteControl { boolean powerOnOff(); // Returns new state, on = true int volumeUp(int increment); // Returns new volume level int volumeDown(int decrement); // Returns new volume level void mute(); // Mutes sound output int setChannel(int channel); // Set the channel number and return it int channelUp(); // Returns new channel number int channelDown(); // Returns new channel number } ``` 以下是实现该接口的 `TV` 类和 `DVDPlayer` 类： ```java import static java.lang.Math.max; import static java.lang.Math.min; public class TV implements RemoteControl { public TV(String make, int screensize) { this.make = make; this.screensize = screensize; // In practice you would probably have more // arguments to set the max and min channel // and volume here plus other characteristics for a particular TV. } public boolean powerOnOff() { power = !power; System.out.println(make + “ “+ screensize + “ inch TV power “ + (power ? “on.”:”off.”)); return power; } public int volumeUp(int increment) { if(!power) { // If the power is off return 0; // Nothing works } // Set volume - must not be greater than the maximum volume += increment; volume = min(volume, MAX_VOLUME); System.out.println(make + “ “+ screensize + “ inch TV volume level: “ + volume); return volume; } public int volumeDown(int decrement) { if(!power) { // If the power is off return 0; // Nothing works } // Set volume - must not be less than the minimum volume -= decrement; volume = max(volume, MIN_VOLUME); System.out.println(make + “ “+ screensize + “ inch TV volume level: “ + volume); return volume; } public void mute() { if(!power) { // If the power is off return; // Nothing works } volume = MIN_VOLUME; Sy ```