Java基础第五篇实施接口

在上一篇文章封装与接口中，private关键字封装了对象的内部成员。经过封装，产品隐藏了内部细节，只提供给用户接口(interface)。

接口是非常有用的概念，可以辅助我们的抽象思考。在现实生活中，当我们想起某个用具的时候，往往想到的是该用具的功能性接口。比如杯子，我们想到加水和喝水的可能性，高于想到杯子的材质和价格。也就是说，一定程度上，用具的接口等同于用具本身。内部细节则在思考过程中被摒弃。

Java基础第五篇实施接口

在public和private的封装机制，我们实际上同时定义了类和接口，类和接口混合在一起。Java还提供了interface这一语法。这一语法将接口从类的具体定义中剥离出来，构成一个独立的主体。

1、interface

以杯子为例，定义一个杯子的接口:

interface Cup {
  void addWater(int w);
  void drinkWater(int w);
}

Cup这个interface中定义了两个方法的原型(stereotype): addWater()和drinkWater()。一个方法的原型规定了方法名，参数列表和返回类型。原型可以告诉外部如何使用这些方法。

在interface中，我们应注意：

不需要定义方法的主体
不需要说明方法的可见性

特别注意第二点，interface中的方法默认为public。正如我们在封装与接口中讲到的，一个类的public方法构成了接口。所以，所有出现在interface中的方法都默认为public。

我们可以在一个类的定义中实施接口，比如下面的MusicCup (可以播放音乐的杯子):

class MusicCup implements Cup 
{
  public void addWater(int w) 
  {
      this.water = this.water + w;
  }

  public void drinkWater(int w)
  {
      this.water = this.water - w;
  }

  private int water = 0;
}

我们用implements关键字来实施interface。一旦在类中实施了某个interface，必须在该类中定义interface的所有方法(addWater()和drinkWater())。类中的方法需要与interface中的方法原型相符。否则，Java将报错。

在类中可以定义interface没有提及的其他public方法。也就是说，interface规定一个必须要实施的最小接口。比如下面的waterContent()方法就没有在Cup接口中规定原型:

class MusicCup implements Cup 
{
  public void addWater(int w) 
  {
      this.water = this.water + w;
  }

  public void drinkWater(int w)
  {
      this.water = this.water - w;
  }

  public int waterContent()
  {
      return this.water;
  }

  private int water = 0;
}

2、分离接口的意义

我们使用了interface，但这个interface并没有减少我们定义类时的工作量。我们依然要像之前一样，具体的编写类。我们甚至于要更加小心，不能违反了interface的规定。既然如此，我们为什么要使用interface呢？

事实上，interface就像是行业标准。一个工厂(类)可以采纳行业标准 (implement interface)，也可以不采纳行业标准。但是，一个采纳了行业标准的产品将有下面的好处:

更高质量: 没有加水功能的杯子不符合标准。
更容易推广: 正如电脑上的USB接口一样，下游产品可以更容易衔接。

如果我们已经有一个Java程序，用于处理符合Cup接口的对象，比如领小朋友喝水。那么，只要我们确定，我们给小朋友的杯子(对象)实施了Cup接口，就可以确保小朋友可以执行喝水这个动作了。至于这个杯子(对象)是如何具体定义喝水这个动作的，我们就可以留给相应的类自行决定 (比如用吸管喝水，或者开一个小口喝水)。

在计算机科学中，接口是很重要的概念。比如任何提供UNIX接口的操作系统都可以称作UNIX系统。Linux，Mac OS，Solaris都是UNIX系统，它们提供相似的接口。但是，各个系统的具体实施(源代码)互不相同。Linux是开源的，你可以查看它的每一行代码，但你还是不知道如何去编写一个Solaris系统。

相同的UNIX接口：

Java基础第五篇实施接口

3、实施多个接口

一个类可以实施不止一个的interface。比如我们有下面一个interface:

interface MusicPlayer {
  void play();
}

我们再来考虑MusicCup类。MusicCup可以看做播放器和杯子的混合体。

Java基础第五篇实施接口

所以MusicCup应该具备两套接口，即同时实施MusicPlayer接口和Cup接口:

class MusicCup implements MusicPlayer, Cup
{
  public void addWater(int w) 
  {
      this.water = this.water + w;
  }

  public void drinkWater(int w)
  {
      this.water = this.water - w;
  }

  public void play()
  {
      System.out.println("la...la...la");
  }

  private int water = 0;
}

最后，可以尝试将本文中的interface和类定义放在同一个文件中，并编写Test类，运行一下。