广州番禺Python, Java小班周末班培训
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8.4.1 接口的定义
在9.3.4节中提及了接口，接口与类的作用大致相同：用来提供基本的抽象。但二者在语义上还是有区别的，类是对共有属性、行为的抽象，而接口侧重于对行为进行抽象。严格来说，子类继承父类需在语义上符合is-a关系，即子类和父类必需是同一类事物，比如父类是猫，子类也必需是猫。 思考题，如果子类是机器猫，是否违背继承的语义？
机器猫具有猫的外形，亦具有猫的行为(模拟猫的叫声)，在AI的帮助下，甚至会抓老鼠。
但机器猫并不是猫，此时应该这么来设计，定义一个机器类，定义一个机器猫类，以及定义一个与猫抓老鼠行为相关的捕手接口。机器猫继承于机器类，同时实现捕手接口。现在我们开始来学习Java中的接口。以下是定义Java接口的基本语法：
[public]interface Interface [extends ParentInterface]{
[public] [static] [final] property=value;
[public] [abstract] data_type methodName(parameters_list);
}小写的interface是Java中的关键字，用来定义一个接口。Interface表示接口名，在命名接口时，通常采用驼峰式命名法。extends关键字用来表示继承关系，在Java中，接口可以继承接口，ParentInterface表示父接口。
Java中的类只能继承于类，有且仅有一个父类。同样地，Java中的接口只能继承接口，有且仅有一个父接口。
在接口中也可以定义属性，但属性通常是以常量的形式来定义使用，默认用public static final来进行修饰，即公有，静态，不可修改。而接口中的方法默认用public abstract来修饰，即在默认情况下，接口中的方法都是公有的抽象方法。现在根据接口的语法来定义一个捕手接口，该接口提供了一个抓老鼠的抽象方法：
// 定义一个Catcher接口，用来提供与捕捉相关的行为抽象
interface Catcher {
// 接口中的方法默认是抽象方法
void catchMouse();8.4.2 接口的实现
定义好了接口以后，需要再实现接口。在Java中通过implements关键字来实现接口。使用implements实现接口的基本语法：
[modifier] class ClassName [extends BaseClass] [implements interface1，interfac2,...]{
// {}里面的为类体
;
}语法前面的一部分系定义类的基本语法，不再赘述。主要是后面的implements那一部分，在Java中只能通过类来实现接口，且一个类可以同时实现多个接口。类实现多个接口时，接口之间以英文逗号进行分隔。现在我们将9.4.1节中的机器猫例子写出来，定义一个机器类，机器猫类，然后让机器猫实现捕手接口：
// 定义一个Catcher接口，用来提供与捕捉相关的行为抽象
interface Catcher {
// 接口中的方法默认是抽象方法
void catchMouse();
}
// 定义抽象基类Machine,提供run的抽象方法
abstract class Machine {
abstract void run();
}
// 机器猫本质是机器，所以继承于Machine类
class MachineCat extends Machine implements Catcher{
void run(){
System.out.println("机器猫已启动");
}
public void catchMouse(){
System.out.println("我也能抓老鼠，难道我只能是机器吗？");
}
}
public class HelloJava {
public static void main(String[] args) {
MachineCat doraemon = new MachineCat();
// 调用run方法来启动机器猫
doraemon.run();
// 调用catchMouse接口来抓老鼠
doraemon.catchMouse();
}
}Java中的类有且仅有一个父类，但却可以同时实现多个接口，现在修改上面的代码，新增一个Cryable接口，使得机器猫不仅能抓老鼠，还会发出像猫一样的怪叫声。
// 定义一个Catcher接口，用来提供与捕捉相关的行为抽象
interface Catcher {
// 接口中的方法默认是抽象方法
void catchMouse();
}
// 定义一个Cryable接口，用来提供与动物叫声相关的行为抽象
interface Cryable {
// 供类来实现不同的cry行为
void cry();
}
// 定义抽象基类Machine,提供run的抽象方法
abstract class Machine {
abstract void run();
}
// 机器猫同时实现Catcher接口和Cryable接口
class MachineCat extends Machine implements Catcher, Cryable{
void run(){
System.out.println("机器猫已启动");
}
public void catchMouse(){
System.out.println("我也能抓老鼠，难道我只能是机器吗？");
}
public void cry(){
System.out.println("机器猫发出了像猫一样的怪叫声:miaow...miaow");
}
}
public class HelloJava {
public static void main(String[] args) {
MachineCat doraemon = new MachineCat();
// 调用run方法来启动机器猫
doraemon.run();
// 调用catchMouse接口来抓老鼠
doraemon.catchMouse();
// 调用cry接口发出猫叫声
doraemon.cry();
}
}类在实现多个接口时，会同时具有多个接口的类型，利用这样的特性以及Java的多态机制，可以写出更为灵活的代码。
8.4.3 抽象类与接口
在9.4.2节中，笔者有意将Machine类设计为抽象基类。读者如果细心对比Machine类与Catcher接口，会发现两者并无太大区别:它们提供的均为行为的抽象，且提供的方法都由子类去实现。一些读者可能有疑惑，既然区别不大，那为什么Java还要引入接口的机制？其实抽象类与接口存在着较大的区别。
首先第一点，Java中的接口都是抽象方法，必需由类来实现，而抽象类既可以定义抽象方法，也可以定义非抽象方法。Java中的接口主要提供的是一系列行为的抽象，在语义上更为明确和纯粹。抽象基类新增一个非抽象方法时，子类会自动继承，不会影响代码的编译和执行。但如果接口新增一个方法，那么实现该接口的类必需实现该方法(因为接口中的方法只能是抽象方法)，否则会编译报错。
其次第二点，抽象类本质还是类，子类在继承抽象类时需在语义上符合is-a关系。而类在实现接口时，通常是用来混合一个于继承体系之外的行为。以本节的机器类和机器猫类为例。机器猫本质是机器，具有机器的共性，所以应该从机器类中继承。但是抓老鼠和发出猫叫的行为，却不能通过继承获得(因为机器猫并不是猫)。此时就应该通过接口来混合一个新的类型,使得机器猫既具有机器的共性，又可以获得像猫一样的行为。
8.4.4 接口的多态
Java的接口天然支持多态，因为接口中的方法都为抽象方法，必须由其它类来实现，而且类在实现接口方法时，不需要考虑这种类继承的is-a关系，所以接口的多态对于类的多态来说更为泛型。接口的多态实例-猫鼠齐飞：
// 定义一个Flyable接口，用来提供与飞行相关的行为抽象
interface Flyable{
void fly();
}
// 定义抽象基类Machine,提供run的抽象方法
abstract class Machine {
abstract void run();
}
// 机器猫实现Flyable接口
class MachineCat extends Machine implements Flyable{
void run(){
System.out.println("机器猫已启动");
}
public void fly(){
System.out.println("猫飞起来了");
}
}
// 老鼠实现Flyable接口
class Mouse implements Flyable {
public void fly(){
System.out.println("老鼠飞起来了");
}
}
public class HelloJava {
public static void main(String[] args) {
/*
接口的多态不局限于同一类型，机器猫与老鼠都实现了Flyable接口,
读者需深入理解类的多态与接口的多态的区别
*/
Flyable everyoneCanFly = new MachineCat();
everyoneCanFly.fly();
everyoneCanFly = new Mouse();
everyoneCanFly.fly();
}
}
8.4.5 面向接口编程
在笔者看来，狭义的面向接口编程就是本节所讲的接口设计。由于Java中的接口提供的都为抽象方法，所以必需由其它类来实现，这样设计有一个很明显的优点，将接口的定义和实现隔离。
隔离是一种松耦合思想，客户端在使用接口时，只需关注接口提供了哪些方法。
定义接口就相当于制定一套行为规范，类在实现接口时，可以有不同的实现细节，但必需遵循统一的接口规范，这样可以保证接口的易用性和一致性。面向接口编程还体现在接口的多态特性，类在实现多个接口时就同时具有了多个接口的类型，利用多态，就可以编写出低冗余，高扩展的代码。广义的面向接口编程是更为高层的抽象，不会局限于某一类编程语言，感兴趣的同学，可以深入学习设计模式和系统架构。
