（69）抽象类和接口(二)
最后更新于：2022-04-01 10:59:57
## Java编程那些事儿69——抽象类和接口(二)
陈跃峰
出自：[http://blog.csdn.net/mailbomb](http://blog.csdn.net/mailbomb)
#### 8.9.2 接口
接口(Interface)是一种复合数据类型。
至此，Java语言的所有数据类型介绍完了，下面进行一个简单的总结。Java语言的数据类型分为两大类：基本数据类型和复合数据类型，其中基本数据类型有8种，复合数据类型包括数组、类和接口，由于开发过程中可以根据需要声明新的复合数据类型，所以复合数据类型的数量有无限个。
接口的概念，现实中使用的也很多，例如大家经常使用的U盘，则需要和计算机上的USB接口匹配使用，而且USB设备中除了U盘以外还有很多，例如USB风扇、USB数据线、USB鼠标、USB键盘等，他们都使用计算机上统一的USB接口，这样设备的通用性很强。简化了计算机接口的设计，使计算机不需要具备鼠标接口、键盘接口等专用的结构。
广义上来说，两个人说不同的方言，互相之间无法听懂另一方表达的意义，我们也可以称之为双方使用的接口不统一，CPU无法和主板匹配，我们也可以称之为接口不统一，例如AMD和Intel的CPU采用不同的针脚结构，甚至同一厂商不同型号的CPU针脚结构也不统一，这样很不方便设备之间的匹配，使用专业的技术术语叫作兼容性差。
那么什么是接口呢？其实接口就是一套规范。
例如USB接口，分为两套规范：公接口和母接口。例如U盘、USB鼠标上的USB接口为公接口，而电脑上的USB接口为母接口。规范中只规定公接口有4个通道，那些用来传输数据、那些用来进行供电，母接口规范只规定也有4个通道，那些用来传输数据，那些用来进行供电，电压是多少电流多大等。所有的这些规范都只规定了必须实现那些功能，但是却没有规定如何进行实现。
这种只规定实现什么功能，而不限制如何进行实现的结构，在程序设计领域中称作“设计和实现相分离”，其中规定实现的功能属于设计部分，而如何实现功能则是实现部分。这样进行程序项目制作，可以让一部分人专门进行项目设计，而由另一部分人进行项目实现。这点，很类似汽车的制造，由设计人员设计汽车，由制造人员进行制造。
这种“设计和实现相分离”的结构将极大的简化程序项目的设计和管理，使得整个项目的分工更加细致，也就是使程序设计完全独立出来，而在设计完成以后再进行代码编写。
接口就是一个纯粹用来设计的数据类型，在接口这种数据类型中，只能书写两类声明的结构：
1. 常量数据
所有的常量数据都是public static的。如果声明时不书写则系统将自动添加这两个修饰符。
2. 抽象方法
接口中的所有方法都只在逻辑上规定该方法的作用，而不能书写方法体。所有接口中的方法都是public abstract的，如果声明时不书写则系统将自动添加这两个修饰符。
其中接口中的数据是常数，以后不能改变，而方法只是规定要做什么，而不去规定如何进行实现。这样接口就很方便设计人员进行设计，而不必过多的关系对应的方法如何在逻辑上进行实现。
接口声明的语法格式如下：
访问控制符 interface 接口名 [extends 父接口名1,父接口名2……]{
常量声明
方法声明
}
和类的声明一样，访问控制符只能使用public和默认的。声明时使用interface关键字声明接口，接口可以继承其它的接口，使用extends关键字进行继承，多个接口名之间使用逗号进行分隔。和类的集成一样，子接口继承父接口中所有的常量数据和方法，子接口的对象也是父接口的对象。
注意：和抽象类一样，接口只能声明对象，而不能创建对象。
接口声明的示例代码如下，例如声明一个USB接口来代表实际使用中的USB结构：
~~~
public interface USB{
/**电压*/
public static final int V = 5;
/**读取数据*/
public abstract byte[] readData();
/**写入数据*/
public abstract void writeData(byte[] data);
}
~~~
该接口中规定电压常量为5V，声明了两个方法，要求实现USB时必须实现这样两个方法，至于如何实现这里不做规定。这样这个数据类型就只是设计上的说明，而不牵扯具体的实现，这样在项目中使用时则比较通用。
从这点来看，接口类似于现实中使用的各个国家标准，标准中只规定该类型最终需要达到的标准，而不规定如何实现，各个厂商可以根据自己的产品工艺实现该要求即可。
在实际的项目中，设计接口需要对于项目的整体有比较深刻的了解和认识，这样才可以设计出需要的接口结构，关于接口的设计这里不作太深入的论述。如果需要更深刻的了解设计的结构，可以参阅OReilly的《Designing.Interfaces》一书。
接口设计完成以后，还需要再项目中实现接口规范中对应的要求，一般声明对应的类来实现接口，实现接口的语法为：
访问控制符 [修饰符] class 类名 [extends 父类名] implements 父接口名1,父接口名2……
实现接口的语法位于类声明中，位于继承声明的后面，使用implements关键字代表实现，后续是需要实现的接口的名称，一个类可以实现任意多个接口。
实现接口和继承类很类似，声明的类称作接口的子类，接口为该类的父接口，子类中继承父接口中所有的数据和方法，因为接口中所有的方法都是抽象方法，所以如果子类中不实现(覆盖)父接口中的方法，则该类必须声明为抽象类。
例如计算机实现了USB接口，则示例代码如下：
~~~
public class Computer implements USB{
/**内存容量*/
int memorySize;
public byte[] readData(){
//读数据的逻辑
}
public void writeData(byte[] data){
//写数据的逻辑
}
}
~~~
这里，Computer类实现了前面的USB接口，在Computer类内部可以书写和Computer类相关的属性、方法和构造方法，这里对于实现接口没有影响，而因为实现了USB接口，则必须覆盖USB接口中的readData和writeData抽象方法，至于方法内部的代码，则根据逻辑的需要进行实现，从而实现接口中要求实现的功能。
类似的，也可以使一个数码相机实现USB接口，则实现的示例代码为：
~~~
public class DigitalCamera implements USB{
/**厂商名称*/
String vendorName;
public byte[] readData(){
//读数据的逻辑
}
public void writeData(byte[] data){
//写数据的逻辑
}
}
~~~
在该类中，也可以根据该类的需要实现USB接口中规定的功能，至于如何实现则很可能和Computer类不同。
这样，虽然Computer类和DigitalCamera类自身原来的功能不同，但是都可以通过实现USB接口而实现同样的功能，这样单纯的从是否支持USB功能来看，这两个类的实现是一样的。按照面向对象的术语来说，这被称作屏蔽了类的类型之间的不同，保证了程序的通用性。
由于实现接口时，不限制实现的接口的数量，则任何一个类都可以实现任意多个接口，这样就使类的通用性获得了极大的增强，很方便类的对象之间的匹配。就像现实中USB接口规范方便了多种不同设备之间的互联一样。
在语法上，实现了接口的对象可以使用子类的构造方法进行创建，这样又很适合多态的结构，可以说接口的出现，使多态的特性更容易的进行实现。
在实际项目中，通过使用一定的接口，使得很多类的对象在实现某种类型的功能时，方法的声明是统一的，便于程序的调用和管理，利于程序项目的扩展。所以在现在的面向对象编程领域中，存在着另外的一个方向——面向接口的编程，其实很多Java的技术都是这样进行实现的，例如JDBC部分。
由于抽象类和接口的功能比较类似，后续将对于抽象类和接口进行一系列的比较，方便项目设计时的取舍。