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(Thinking in Java)第9章 接口

CoorChice / 2040人閱讀

摘要:但如果導出類還有抽象方法,那這個類還應該加上聲明為抽象類。并且接口具有繼承的一系列特點,如向上轉型等等。接口中的方法是自動是的。

Thinking in Java 好書全是干貨 一、抽象類和抽象方法

抽象方法:這種方法只有聲明而沒有方法體,下面是抽象方法生命所采用的語法

abstract void f();

包含抽象方法的類叫做抽象類,如果一個類包含一個或多個抽象方法,該類必須被限定為抽象的,并且編譯器不會允許直接創建一個抽象類對象,正確的做法是從這個抽象類繼承并為抽象方法完成定義,這樣就可以創建這個類的對象。但如果導出類還有抽象方法,那這個類還應該加上abstract聲明為抽象類。簡單的使用如下

package tij.interfacedemo;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        new Wind().play(Note.MIDDLE_A);
    }
}
enum Note{
    MIDDLE_A,MIDDLE_B,MIDDLE_C;
}
abstract class Instrument{//抽象父類
    private int i;//
    public abstract void play(Note n);
    public String what(){
        return "Instrument";
    }
    public abstract void adjust();
}
class Wind extends Instrument{
    public void play(Note n){
        System.out.println("Wind.play() "+n);
    }
    public String what(){
        return "wind";
    }
    public void adjust(){
        
    }
}

其實可以發現和普通繼承沒什么區別。

二、接口

接口(interface)是一個完全抽象的類,沒有任何具體實現方法,允許創建者創建方法的方法名、參數列表以及返回類型,但沒有任何方法體。接口體現的思想是:“實現了這個接口的類看起來都像這樣”。并且接口具有繼承的一系列特點,如向上轉型等等。
接口可以加public關鍵字(如果要加也只能加public,不能加private和protected),不添加就是默認訪問權限(包訪問權限)。接口中的方法是自動是public abstract的。接口也可以包含域(即引用變量或基本變量),并且自動是static final的,并且也不能被private和protected修飾。如下例:

package tij.interfacedemo;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        new Wind().play(Note.MIDDLE_A);
    }
}
enum Note{
    MIDDLE_A,MIDDLE_B,MIDDLE_C;
}
interface Instrument{//
    int i=5;//
    void play(Note n);
    String what();
    void adjust();
}
class Wind implements Instrument{
    public void play(Note n){
        System.out.println("Wind.play() "+n);
    }
    public String what(){
        return "wind";
    }
    public void adjust(){
        
    }
}
三、完全解耦

這是接口的一個很好的功能
在繼承中,如果一個方法接受一個類的實例作為參數,那么你可以用這個類或子類的實例當做傳入參數,如下例:

package tij.interfacedemo;

import java.util.Arrays;

public class Test {
    static void process(Processor p, Object s) {
        System.out.println("Using Processor:" + p.name());
        System.out.println(p.process(s));
    }

    static String s = "Disagreement with beliefs is by definition incorrect";

    public static void main(String[] args) {
        process(new Upcase(), s);
        process(new Downcase(), s);
        process(new Splitter(), s);
    }
}

class Processor {
    public String name() {
        return getClass().getSimpleName();
    }

    Object process(Object input) {
        return input;
    }
}

class Upcase extends Processor {
    String process(Object input) {
        return ((String) input).toUpperCase();
    }
}

class Downcase extends Processor {
    String process(Object input) {
        return ((String) input).toLowerCase();
    }
}

class Splitter extends Processor {
    String process(Object input) {
        return Arrays.toString(((String) input).split(" "));
    }
}

在本例中,Test.process方法可以接受一個Processor以及其子類的實例對象,然后對一個Object的對象s進行操作,根據傳入的Processor不同,進行的操作也不同,這種方法體現了策略設計模式,這類方法包含要執行的固定部分(s),策略包含變化的部分(p)。但是在這個例子中要注意兩個與本章不相關的事兒:1.應該想想為什么子類明明沒有重寫name方法,但輸出卻還是像重寫了一樣。2.子類重寫了process方法,但返回值不是Object而是String,重寫方法必須要是與類方法的返回類型的相同或者是其子類。

但是假如現在我們發現了一系列濾波器類,如下:

class Waveform{//代表波形
    private static long counter;
    private final long id=counter++;
    public String toString(){
        return "Waveform"+id;
    }
}

class Filter{//濾波器
    public String name(){
        return getClass().getSimpleName();
    }
    public Waveform process(Waveform input){
        return input;
    }
}

class LowPass extends Filter{
    double cutoff;//設定低通濾波器的濾波上限
    public LowPass(double cutoff){
        this.cutoff=cutoff;
    }
    public Waveform process(Waveform input){
        return input;
    }
}

class HighPass extends Filter{
    double cutoff;//設置高通濾波器的濾波下限
    public HighPass(double cutoff){
        this.cutoff=cutoff;
    }
    public Waveform process(Waveform input){
        return input;
    }
}
class BandPass extends Filter{
    double lowCutoff,highCutoff;//設置帶通濾波器的濾波上下限
    public BandPass(double lowCut,double highCut){
        this.lowCutoff=lowCut;
        this.highCutoff=highCut;
    }
    public Waveform process(Waveform input){
        return input;
    }
}

那么如果想把各種濾波器傳給Test.process方法,那這會被編譯器阻止,因為process方法只接受processor類以及子類,那如果希望運用了策略設計模式的Test.process方法仍能接受濾波器,那么首先就需要把processor改變成接口:

interface Processor {
    String name() ;

    Object process(Object input) ;
}

abstract class StringProcessor implements Processor{
    public String name(){
        return getClass().getSimpleName();
    }
}

class Upcase extends StringProcessor {
    public String process(Object input) {
        return ((String) input).toUpperCase();
    }
}

class Downcase extends StringProcessor {
    public String process(Object input) {
        return ((String) input).toLowerCase();
    }
}

class Splitter extends StringProcessor {
    public String process(Object input) {
        return Arrays.toString(((String) input).split(" "));
    }
}


class Waveform{//代表波形
    private static long counter;
    private final long id=counter++;
    public String toString(){
        return "Waveform"+id;
    }
}

但接下來我們發現,濾波器這個類是我們找到的,我們并不能對這么個類內的代碼進行修改,如何讓新的Test.process還能接受濾波器呢,于是我們可以采用適配器設計模式,代碼如下:

class FilterAdapter implements Processor {
    Filter filter;
    public FilterAdapter(Filter filter) {
        this.filter = filter;
    }
    public String name() {
        return filter.name();
    }
    public Waveform process(Object input) {
        return filter.process((Waveform) input);
    }
}

這樣傳進去這個FilterAdapter適配器就OK了

四、Java中的多重繼承

接口的另一個重要的功能就是能實現多重繼承

package tij.interfacedemo;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Hero superman=new Hero();
        superman.fight();
        superman.fly();
        superman.swim();
    }
}

class ActionCharacter {
    public void fight() {
        System.out.println("fight");
    }
}
interface CanFight {
    void fight();
}
interface CanSwim {
    void swim();
}
interface CanFly {
    void fly();
}

class Hero extends ActionCharacter implements CanFight, CanSwim, CanFly {
    public void fly() {
        System.out.println("fly");
    }
    public void swim() {
        System.out.println("swim");
    }

}
五、通過繼承來拓展接口

通過繼承可以生成一個新的接口,以此來對原來的接口進行拓展;還可以通過繼承在新接口中組合多個接口(玩的真花= =)。如下:

interface Monster {
    void menace();
}
interface DangerousMonster extends Monster {
    void destroy();
}
interface Lethal {
    void kill();
}
class DragonZilla implements DangerousMonster {
    public void menace() {}
    public void destroy() {}
}
interface Vampire extends DangerousMonster, Lethal {
    void drinkBlood();
}
class VeryBadVampire implements Vampire {
    public void destroy() {}
    public void menace() {}
    public void kill() {}
    public void drinkBlood() {}
}

接口之間可以繼承,可以多繼承,可以相互拓展

1.組合接口時的名字沖突

在實現多重繼承時,如果不同接口有相同方法怎么辦

interface I1 {
    void f();
}
interface I2 {
    int f(int i);
}
interface I3 {
    int f();
}
class C {
    public int f() {
        return 1;
    }
}
class C2 implements I1, I2 {
    public int f(int i) {
        return 1;
    }
    public void f() {}//重載
}
class C3 extends C implements I2{
    public int f(int i) {//重載
        return 0;
    }
}
class C4 extends C implements I3{
    //可以不必重寫int f()方法,因為從C那里繼承過來了,但C那里的f()必須是public的
}
//class C5 extends C implements I1{
//    //錯誤
//}
//interface I4 extends I1,I3{
//    //錯誤
//}

因此在設計接口的時候請盡量避免這點

六、適配接口

接口的一種常用的方法就是之前提到的策略設計模式,如編寫一個進行某些操作的方法,而這個方法接收一些接口,就是說如果你的對象遵循我的接口那就能用。
下面的例子中使用了scanner,這個類需要接收一個readable對象,其中arg用來存儲要輸入的字符串的

import java.io.IOException;
import java.nio.CharBuffer;
import java.util.Random;
import java.util.Scanner;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner s = new Scanner(new RandomWords(10));
        while (s.hasNext()) {
            System.out.println(s.next());
        }
    }
}
class RandomWords implements Readable {
    private static Random rand = new Random(47);
    private static final char[] capitals = "ABCDEFGHIGKLMNOPQRST".toCharArray();
    private static final char[] lowers = "ABCDEFGHIGKLMNOPQRST".toLowerCase()
            .toCharArray();
    private static final char[] vowels = "aeiou".toCharArray();
    private int count;
    public RandomWords(int count) {
        this.count = count;
    }
    public int read(CharBuffer arg) throws IOException {
        if (count-- == 0) {
            return -1;
        }
        arg.append(capitals[rand.nextInt(capitals.length)]);
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            arg.append(vowels[rand.nextInt(vowels.length)]);
            arg.append(lowers[rand.nextInt(lowers.length)]);
        }
        arg.append(" ");
        return 10;// Number of characters appended
    }

}

接口的還有一個功能就是之前我們提到過的適配器設計模式,在這里再舉另一個與scanner相關的例子。
首先假如我們現在有一個如下的類:

class RandomDoubles{
    private static Random rand =new Random(47);
    public double next(){
        return rand.nextDouble();
    }
}

希望讓他作為一個readable傳入給scanner,來生成隨機的double類型數,這需要裝飾設計模式

import java.io.IOException;
import java.nio.CharBuffer;
import java.util.Random;
import java.util.Scanner;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner s=new Scanner(new AdaptedRandomDoubles(7));
        while(s.hasNext()){
            System.out.println(s.next());
        }
    }
}
class AdaptedRandomDoubles extends RandomDoubles implements Readable {
    private int count;
    public AdaptedRandomDoubles(int count){
        this.count=count;
    }
    public int read(CharBuffer cb) throws IOException {
        if(count--==0){
            return -1;
        }
        String result=Double.toString(this.next());
        cb.append(result);
        return result.length();
    }

}
七、接口中的域

實例變量都是static final的,好了結束

八、嵌套接口

推薦先看完內部類再來看這個

1.類中的接口
class t1 implements A.C,A.B{//訪問不到A.D
    public void f() {
    }
}

class A {
    interface B {
        void f();
    }
    public class BImp implements B {
        public void f() {}
    }
    private class BImp2 implements B {
        public void f() {}
    }

    public interface C {
        void f();
    }
    class CImp implements C {
        public void f() {}
    }

    private interface D {
        void f();
    }
    private class DImp implements D {
        public void f() {}
    }
    public class DImp2 implements D {
        public void f() {}
    }
}
2.接口中的接口
interface E{
    interface G{
        //默認為public
        void f();
    }
}
class t2 implements E.G{
    public void f() {
    }
}
九、接口與工廠

接口時實現多重繼承的途徑,而生成遵循某個接口的對象的典型方式就是工廠方法設計模式

package tij.interfacedemo;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Factories.serviceConsumer(new Implementation1Factory());
        Factories.serviceConsumer(new Implementation2Factory());
    }
}

interface Service {
    void method1();
    void method2();
}
interface ServiceFactory {
    Service getService();
}
class Implementation1 implements Service {
    Implementation1() {}
    public void method1() {System.out.println("Implementation1 method1");}
    public void method2() {System.out.println("Implementation1 method2");}
}
class Implementation1Factory implements ServiceFactory {
    public Service getService() {
        return new Implementation1();
    }
}
class Implementation2 implements Service {
    Implementation2() {}
    public void method1() {System.out.println("Implementation2 method1");}
    public void method2() {System.out.println("Implementation2 method2");}
}
class Implementation2Factory implements ServiceFactory {
    public Service getService() {
        return new Implementation1();
    }
}
class Factories{
    static void serviceConsumer(ServiceFactory fact){
        Service s = fact.getService();
        s.method1();
        s.method2();
    }
}

這樣設計的好處就是將方法的實現實例對象的生成分離開來,而且在使用Factories.serviceConsumer的時候不需要特定指定是哪種Service.

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