Java接口学习（接口的使用、简单工厂、代理模式、接口和抽象类的区别）
前言引入
官方解釋：Java接口是一系列方法的聲明，是一些方法特征的集合，一個接口只有方法的特征沒有方法的實現，因此這些方法可以在不同的地方被不同的類實現，而這些實現可以具有不同的行為（功能）。
我的理解：接口可以理解為一種特殊的抽象類，里面全部是由全局常量和公共的抽象方法所組成。接口是解決Java無法使用多繼承的一種手段，可以實現多個接口的實現，但是接口在實際中更多的作用是制定標準的。或者我們可以直接把接口理解為100%的抽象類，接口中的方法必須全部是抽象方法。
一、接口的基本概念與主要特點；
二、接口的使用；
三、接口應用：簡單工廠設計模式、代理設計模式簡單實現。
一、接口的基本概念與主要特點
- 如果一個類中只是由抽象方法和全局變量所組成，那么在這種情況下不會定義為抽象類，而會定義為接口，接口嚴格來講是一個抽象類，而且這個類里面只有抽象方法和全局變量，沒有構造方法。
1.1 接口特點
就像一個類一樣，一個接口也能夠擁有方法和屬性，但是在接口中聲明的方法默認是抽象的。（即只有方法標識符，而沒有方法體）。
- 接口不能實例化，可以按照多態的方式來實例化；
- 接口沒有構造方法；
- 接口指明了一個類必須要做什么和不能做什么，相當于類的行為的規劃；
- 一個接口就是描述一種能力，比如 “Animal” 也可以作為一個接口，并且任何實現“Animal”接口的類都必須有能力實現 “奔跑”這個動作（或者implement run()方法），所以接口的作用就是告訴類，你要實現我這種接口代表的功能，你就必須實現某些方法，我才能承認你確實擁有該接口代表的某種能力;
- 如果一個類實現了一個接口中要求的所有的方法，然而沒有提供方法體而僅僅只有方法標識，那么這個類一定是一個抽象類。（牢記：抽象方法只能存在于抽象類或者接口中，但抽象類中卻能存在非抽象方法，即有方法體的方法。接口是百分之百的抽象類）
一個JAVA庫中接口的例子是：Iterator 接口，這個接口代表了“能夠進行迭代遍歷”這種能力，任何類只要實現了這個 “ Iterator” 接口的話，這個類也具備了 “迭代遍歷” 這種能力，那么就可以用來進行元素遍歷操作了。
1.2 為什么要用接口
二、接口的使用
2.1 接口的定義
要定義一個接口使用 interface 關鍵字完成。
interface A{ // 定義接口public static final String MSG="hello";// 抽象方法public abstract void print(); }由于接口里面存在有抽象方法，所以接口對象不能用關鍵字new進行實例化的操作。先說幾個接口使用的限制：
- 接口必須要有子類實現，此時一個子類可以使用implement關鍵字實現多個接口；
- 接口的子類（如果不是抽象類），必須要覆寫接口中的全部抽象方法；
- 接口中的對象可以利用子類對象的向上轉型進行實例化的操作。
范例：實現接口
interface A { // 定義了接口public static final String MSG = "hello";// 抽象方法public abstract void print(); } interface B {public abstract void get(); } class X implements A,B { // 實現多個接口public void get() {System.out.println("B接口的抽象方法");}public void print() {System.out.println("A接口的抽象方法");} } public class TestDemo {public static void main(String args[]){X x = new C();//實例化子類對象A a = x;B b = x;// A a = new X();//向上轉型// B b = new X();//向上轉型a.print();b.get();} }以上的代碼實例化了 “x” 對象，由于 X 是 A 和 B 的子類，那么 X 類對象可以變為 A 接口或 B 接口類的對象。
在定義上 A 和 B 接口沒有任何的直接聯系，但是這兩個接口卻同時擁有一個子類: X 子類，不要被類型和名稱所迷惑，因為最終實例化的 X 的子類，而這個子類屬于 B 類的對象，所以以上的代碼行的通，代碼編寫上并不是很友好。
- 子類除了可以實現接口，還可能去繼承抽象類，所以說一個子類又要繼承抽象類，還要實現接口的話，先使用extends繼承，而后使用implements實現。
2.2 子類繼承和接口實現使用
代碼示例（即有繼承關系又有接口實現）
interface A { // 定義了接口public static final String MSG = "hello";// 抽象方法public abstract void print();}interface B {public abstract void get();}abstract class C { // 定義一個抽象類public abstract void change();}class X extends C implements A,B {//先繼承，再實現接口public void get() {System.out.println("B接口的抽象方法");}public void print() {System.out.println("A接口的抽象方法");}public void change(){System.out.println("C類的抽象方法");}}對接口而言，發現里面的組成是抽象方法和全局變量，所以很多的時候有些人為了簡略不會寫 abstract 和 public static final，并且在方法上是否編寫 public 結果都是一樣的，因為在接口里面只能夠使用一種訪問權限——public。以下兩個接口的定義效果是一樣的：
interface A{public static final String MSG="HELLO";public void fun(); } // 另一種定義方式 ，常量的話 我們 一般 寫成 public static final String MSG = “Hello”; Interface A{String MSG=”HELLO”;void fun(); }一個抽象類可以繼承一個抽象類，一個接口可以使用extends關鍵字同時繼承多個接口，接口不可以繼承抽象類。
2.3 接口的多繼承
范例：接口的多繼承
interface A {public void funA(); } interface B {public void funB(); } interface C extends A,B {public void funC(); } class X implements C {public void funA() { } // 覆寫全部的方法public void funB() { }public void funC() { } }從繼承關系上講接口比抽象類的優勢明顯：
- 一個抽象類只能繼承一個抽象類，而接口沒有這個限制；
- 一個子類只能夠繼承一個抽象類，而卻可以實現多個接口。
在java中，接口解決了單繼承的局限性問題。 雖然從接口本身的概念來講只能夠由抽象方法和全局變量所組成，但是所有的內部結構不受這些要求的限制，也就是說在接口中可以定義普通內部類、抽象內部類、內部接口。
2.4 在接口中定義抽象類和 static 接口
范例：在接口里定義抽象類
interface A{public void funA();// 獨立的class文件，abstract class B{// 在接口中的abstract可以不用寫，但在抽象類中的抽象方法必須要寫abstractpublic abstract void funB();}interface Entry { // 接口中定義接口 ，Map.Entry HashMap 源碼 Collection 中的 Iterator 接口} } class X implements A { // X 實現了A接口public void funA() {System.out.println("Hello World");}class Y extends B { // 內部類 Y繼承了抽象類 B 實現了 funB() 方法public void funB () {System.out.println("hello C");} } }在接口中定義static接口
interface A {public void funA();// static聲明的內部接口為外部接口，static聲明的內部類為外部類static interface B{ // 外部接口，public void funB();}}class X implements A.B{ // 實現時使用“類名.內部接口”public void funB() {}先期總結：接口在實際的開發中三大核心作用：
- 定義不同層之間的操作標準；
- 表示一種操作的能力；
- 表示將服務端的遠程方法視圖暴露給客戶。
2.5 接口中的實際應用——標準
電腦上可以使用U盤、Mp3、打印機，這些設備都是連接到USB設備上的。
- 所有的代碼如果要進行開發，一定要首先開發出USB接口標準，因為有了標準后電腦才可以去使用這些標準，設備廠商才可以設計USB設備。
范例：定義USB標準（標準可以連接不同層的操作）
// 標準可以連接不同層的操作 interface USB { // 定義標準一定是接口public void start();public void stop(); }范例：定義電腦
不管以后有多少個設備，只要它是 USB 標準的實現子類，它都可以在電腦上使用。
范例：定義U盤
class Flash implements USB {public void start(){System.out.println("U盤開始使用");}public void stop(){System.out.println("u盤停止使用");} }范例：定義打印機
class Print implements USB {public void start(){System.out.println("打印機開始工作");}public void stop(){System.out.println("打印機停止工作");} }按照這樣的方式，準備好多個子類都可以在電腦的plugin()方法上使用
interface USB{//定義標準一定是接口public void start();public void stop(); } class Computer {public void plugin(USB usb){//插入usb.start();usb.stop();} } class Flash implements USB{public void start(){System.out.println("U盤開始使用");}public void stop(){System.out.println("u盤停止使用");} } class Print implements USB{public void start(){System.out.println("打印機開始工作");}public void stop(){System.out.println("打印機停止工作");} } public class TestDemo {public static void main(String args[]){Computer com = new Computer();com.plugin(new Flash());com.plugin(new Print());} }在現實生活中，標準的概念隨處可見，而在程序里面標準就是用接口來實現的。
三、接口的應用（簡單工廠和代理）
3.1 接口的應用——工廠設計模式（Factory 簡單介紹）
下面觀察一段程序代碼
interface Fruit {public void eat(); } class Apple implements Fruit {public void eat() {System.out.println("吃蘋果");} } public class TestDemo {public static void main(String args[]){Fruit f = new Apple();f.eat(); }以上的程序可以通過主方法得到Fruit接口對象，這種代碼設計有問題嗎？
本端程序的問題就是出現了關鍵字“new”。
評判一段代碼是否真的好，有這么幾個標準：
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客戶端可以調用，不需要關注具體的細節；
-
客戶端之外的代碼修改，不影響用戶端的使用，即：用戶端可以不關
心代碼是否變更。
一個接口不可能只有一個子類，對于Fruit也有可能產生多個子類對象（Apple,Orange）。
現在每次客戶端想要得到新的子類對象，都需要修改代碼，如果在客戶端實例化對象，那么每一要更換對象對象，都需要修改客戶端上的代碼，這樣的做法是不友好的。
- 現在要解決是如何得到一個Fruit接口對象，而后進行方法的調用，至于這個接口對象是被誰實例化的，不是我客戶端的工作。現在最大的問題在于關鍵字new，這一問題可以理解為耦合度太高。耦合度太高的直接問題就是代碼不方便維護，相當于A與B綁定在一起。
程序 -> JVM -> 適應不同的操作系統（A->C->B）
范例：增加一個過渡
class Factory {public static Fruit getInstance(String className){if ("apple".equals(className)) {return new Apple();} else if ("orange".equals(className)) {return new Orange();} else {return null;}} } public class TestDemo {public static void main(String args[]){Fruit f = Factory.getInstance("apple");f.eat();} }- 現在的客戶端不會看見具體的子類，因為所有的接口對象都是通過Factory類取得子類對象，則只需要修改Factory類即可，但是客戶端不會發生變化。
工廠類跟操作的接口類有關，也跟所有的子類有關；客戶端可看見接口，還可以看見工廠，客戶端使用getInstance()方法找到工廠類中定義的方法，這個方法返回接口對象，通過接口對象就可以獲得接口中的操作方法。
面試題：請編寫一個Factory程序
3.2 接口的應用——代理設計模式（Proxy簡單介紹）
皇帝寵幸妃子的為例，具體步驟圖中已經列出。
范例：轉換為程序
- 代理設計模式的核心精髓就在于一個主題操作接口（可能有多種方法），核心業務主題只完成核心功能。而代理主題負責所有與核心主題有關的輔助型操作。
代理模式的主要角色如下。
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代理主題類（Subject ）：通過接口或抽象類聲明真實主題和代理對象實現的業務方法。
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真實主題類（RealSubject）：實現了抽象主題中的具體業務，是代理對象所代表的真實對象，是最終要引用的對象。
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代理（ProxySubject）類：提供了與真實主題相同的接口，其內部含有對真實主題的引用，它可以訪問、控制或擴展真實主題的功能。
使用代理（靜態代理）的目的和缺陷：
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可以做到在不修改目標對象的功能前提下,對目標功能擴展.
缺點:
- 因為代理對象需要與目標對象實現一樣的接口,所以會有很多代理類,類太多.同時,一旦接口增加方法,目標對象與代理對象都要維護.
面試題：請編寫一個Proxy模式程序
四、抽象類與接口的區別（面試題）
抽象類和接口使用的形式上是十分相似的。
4.1 表格對比
4.2 文字描述
接口與抽象類的區別：
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抽象類是對一種事物的抽象，即對類抽象，而接口是對行為的抽象，也就是對方法的抽象。
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抽象類可以有具體的成員方法，而接口中只能存在抽象方法；
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抽象類中的成員變量可以是各種類型的，而接口中的成員變量只能是public static final類型的；
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接口中不能含有靜態代碼塊以及靜態方法，而抽象類可以有靜態代碼塊和靜態方法；
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一個類只能繼承一個抽象類，而一個類卻可以實現多個接口。
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抽象類如果需要添加新的方法，可以直接在抽象類中添加具體的實現，子類可以不進行變更；而接口進行了變更，則所有實現這個接口的類都必須進行相應的改動（功能擴展）。經過比較可以發現，抽象類中支持的功能絕對要比接口更多，但是抽象類有單繼承局限性。
代碼編寫的習慣：
- 在進行某些公共操作的時候一定要定義出接口；
- 有了接口后需利用子類完善方法；
- 如果是自己寫的接口，絕對不要使用關鍵字new直接實例化接口子類，使用工廠類完成。
四、總結
參考文檔：https://www.cnblogs.com/qmdx00/p/7469379.html
https://blog.csdn.net/qq_19782019/article/details/80259836
總結
以上是生活随笔為你收集整理的Java接口学习（接口的使用、简单工厂、代理模式、接口和抽象类的区别）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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