JAVA-接口(一万四千字讲解)

public interface 接口名称{
    // 抽象方法
    public abstract void method1(); // public abstract 是固定搭配，可以不写
    public void method2();    //自动加上abstract
    abstract void method3();  //自动加上public
    void method4();           //自动加上public abstract
    // 注意：在接口中上述写法都是抽象方法，跟推荐方式4，代码更简洁
}

只能是public abstract类型

提示:

创建接口时, 接口的命名一般以大写字母 I 开头.

接口的命名一般使用 "形容词" 词性的单词.

阿里编码规范中约定, 接口中的方法和属性不要加任何修饰符号, 保持代码的简洁性

三、接口使用

接口不能直接使用，必须要有一个"实现类"来"实现"该接口，实现接口中的所有抽象方法。

注意：子类和父类之间是extends 继承关系，类与接口之间是 implements 实现关系。

实现接口用：implements，继承类用：extends

java 复制代码

public class 类名称 implements 接口名称{
    // ...
}

请实现笔记本电脑使用USB鼠标、USB键盘的例子

USB接口：包含打开设备、关闭设备功能

笔记本类：包含开机功能、关机功能、使用USB设备功能

鼠标类：实现USB接口，并具备点击功能

键盘类：实现USB接口，并具备输入功能

以下代码需要多态的知识可以看我这篇文章：JAVA-多态和重写 (彻底给你讲明白)_多态和重写的区别-CSDN博客

java 复制代码

interface USB {
    void openDevice();
    void closeDevice();
}

//实现鼠标类
class Mouse implements USB {
    @Override
    public void openDevice() {
        System.out.println("打开鼠标");
    }

    @Override
    public void closeDevice() {
        System.out.println("关闭鼠标");
    }

    public void click(){
        System.out.println("鼠标点击");
    }

}
//实现键盘类
class KeyBoard implements USB {
    @Override
    public void openDevice() {
        System.out.println("打开键盘");
    }

    @Override
    public void closeDevice() {
        System.out.println("关闭键盘");
    }

    public void inPut(){
        System.out.println("键盘输入");
    }
}

class Computer {
    public void powerOn() {
        System.out.println("打开电脑");
    }

    public void powerOff() {
        System.out.println("关闭电脑");
    }

    public void useDevice(USB usb){
        usb.openDevice();

        if(usb instanceof Mouse) {
            //向下转型
            ((Mouse) usb).click();
//            Mouse mouse = (Mouse)usb;
//            mouse.click();
        }else if(usb instanceof KeyBoard) {
            //向下转型
            ((KeyBoard) usb).inPut();
//            KeyBoard keyBoard = (KeyBoard)usb;
//            keyBoard.inPut();
        }

        usb.closeDevice();
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Computer computer = new Computer();
        computer.powerOn();

        //打开键盘
        computer.useDevice(new KeyBoard());
        System.out.println("====================");
        //打开鼠标
        computer.useDevice(new Mouse());

        computer.powerOff();
    }
}

结果：

四、接口特性

接口类型是一种引用类型，但是不能直接new接口的对象

java 复制代码

public class TestUSB {
    public static void main(String[] args) {
        USB usb = new USB();
    }
}
// Error:(10, 19) java: day20210915.USB是抽象的; 无法实例化

2.接口中每一个方法都是public的抽象方法, 即接口中的方法会被隐式的指定为 public abstract（只能是 public abstract，其他修饰符都会报错)

java 复制代码

public interface USB {
    // Error:(4, 18) java: 此处不允许使用修饰符private
    private void openDevice();
    void closeDevice();
}

3.接口中的方法是不能在接口中实现的，只能由实现接口的类来实现

java 复制代码

interface USB {
    void openDevice();
    // 编译失败：因为接口中的方式默认为抽象方法
    // Error:(5, 23) java: 接口抽象方法不能带有主体
    void closeDevice(){
        System.out.println("关闭USB设备");
    }

    default void test(){
        //可以实现方法
    }
}

重写接口中方法时，不能使用默认的访问权限

java 复制代码

public interface USB {
    void openDevice(); // 默认是public的
    void closeDevice(); // 默认是public的
}
public class Mouse implements USB {
    @Override
    void openDevice() {
        System.out.println("打开鼠标");
    }
    // ...
}
// 编译报错，重写USB中openDevice方法时，不能使用默认修饰符
// 正在尝试分配更低的访问权限; 以前为public

接口中可以含有变量，但是接口中的变量会被隐式的指定为 public static final 变量**(必须附初始值)**

java 复制代码

public interface USB {
    double brand = 3.0; // 默认被：public static final 修饰
    void openDevice();
    void closeDevice();
}
public class TestUSB {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(USB.brand); // 可以直接通过接口名访问，说明是静态的
        // 编译报错：Error:(12, 12) java: 无法为最终变量brand分配值
        USB.brand = 2.0; // 说明brand具有final属性
    }
}

接口中不能有静态代码块和构造方法

java 复制代码

public interface USB {
    // 编译失败
    public USB(){
    }
    {} // 编译失败
    void openDevice();
    void closeDevice();
}

接口虽然不是类，但是接口编译完成后字节码文件的后缀格式也是.class
如果类没有实现接口中的所有的抽象方法，则类必须设置为抽象类.(抽象类再被继承，子类必须实现全部抽象方法)
jdk8中：接口中还可以包含default方法。

五、实现多个接口

在Java中，类和类之间是单继承的，一个类只能有一个父类 ，即Java中不支持多继承 ，但是一个类可以实现多个接口。下面通过类来表示一组动物

java 复制代码

class Animal {
    public String name;

    public Animal(String name) {
        this.name = name;
    }
}

另外我们再提供一组接口, 分别表示 "会飞的", "会跑的", "会游泳的"

java 复制代码

interface ISwimming {
    void swim();
}

java 复制代码

interface IFly {
    void fly();
}

java 复制代码

interface IRunning {
    void run();
}

我们一般会单独建一个文件放接口

接下来我们创建几个具体的动物：(我在打印时加上动物种类，方便观看)

猫, 是会跑的.

java 复制代码

lass Cat extends Animal implements IRunning {
    public Cat(String name) {
        super(name);
    }
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(super.name +"小猫正在跑");
    }
}

青蛙, 既能跑, 又能游(两栖动物)

java 复制代码

class Frog extends Animal implements IRunning, ISwimming {
    public Frog(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(super.name +"青蛙正在跑");
    }

    @Override
    public void swim() {
        System.out.println(super.name +"正在游泳");
    }
}

注意：一个类实现多个接口时，每个接口中的抽象方法都要实现，否则类必须设置为抽象类。

提示, IDEA 中使用 ctrl + i 快速实现接口

还有一种神奇的动物, 水陆空三栖, 叫做 "鸭子"

java 复制代码

class Duck extends Animal implements IRunning, ISwimming, IFly {
    public Duck(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(super.name +"鸭子正在跑");
    }

    @Override
    public void fly() {
        System.out.println(super.name +"鸭子正在飞");
    }

    @Override
    public void swim() {
        System.out.println(super.name + "鸭子正在游泳");
    }
}

上面的代码展示了 Java 面向对象编程中最常见的用法: 一个类继承一个父类, 同时实现多种接口.

继承表达的含义是 is - a 语义, 而接口表达的含义是具有 xxx 特性 .

这样设计有什么好处呢? 时刻牢记多态的好处, 让程序员忘记类型. 有了接口之后, 类的使用者就不必关注具体类型, 而只关注某个类是否具备某种能力.

例如, 现在实现一个方法, 叫 "散步"

java 复制代码

public static void walk(IRunning running) {
    System.out.println("我带着伙伴去散步");
    running.run();
}

在这个 walk 方法内部, 我们并不关注到底是哪种动物, 只要参数是会跑的, 就行

java 复制代码

    Cat cat = new Cat("小猫");
    walk(cat);
    Frog frog = new Frog("小青蛙");
    walk(frog);
    // 执行结果
    我带着伙伴去散步
    小猫正在用四条腿跑
    我带着伙伴去散步
    小青蛙正在往前跳

六、接口间的继承

在Java中，类和类之间是单继承的，一个类可以实现多个接口，接口与接口之间可以多继承。即：用接口可以达到多继承的目的。

接口可以继承一个接口, 达到复用的效果. 使用 extends 关键字.

java 复制代码

interface IRunning {
    void run();
}
interface ISwimming {
    void swim();
}
// 两栖的动物, 既能跑, 也能游
interface IAmphibious extends IRunning, ISwimming {
}
class Frog implements IAmphibious {
    ...
}

通过接口继承创建一个新的接口 IAmphibious 表示 "两栖的". 此时实现接口创建的 Frog 类, 就继续要实现 run 方法, 也需要实现 swim 方法。

接口间的继承相当于把多个接口合并在一起

七、接口使用实例

题目：给接口数组排序

对象数组排序是应该靠什么来排序？对象的地址？

实际是根据实际的开发场景对对象里面的成员变量来进行排序的。

列如学生类：

java 复制代码

public class Student {

    public String name;
    public int age;

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

}

那么这还不简单：

java 复制代码

  public static void main(String[] args) {
        Student[] students = new Student[3];
        students[0] = new Student("zhangsan",25);
        students[1] = new Student("lisi",22);
        students[2] = new Student("wangwu",21);

        if(students[0].age > students[1].age) {
            System.out.println(students[0].name + ">" + students[1].name);
        }//......

    }

虽然这样可以，但是会有一些问题：

在实际开发中，写main方法和类的可能不是一个程序员。这对写main方法的程序员工作加大

java是一个开发效率高的语言，这样开发效率太低

1.Comparable

那么就给大家介绍一个接口

java 复制代码

class Student implements Comparable<Student>{
    public String name;
    public int age;

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    @Override
    public int compareTo(Student o) {
        return this.age - o.age;
    }
}

代码解释：

尖括号里面的是泛型知识，后面来写

实现此接口需要重写compareTo方法，里面用于你控制判断类大小的条件

java 复制代码

    public static void main(String[] args) {
        Student[] students = new Student[3];
        students[0] = new Student("zhangsan",25);
        students[1] = new Student("lisi",22);
        students[2] = new Student("wangwu",21);

//        Arrays.sort会调用你Student里面的compareTo来判断大小
        Arrays.sort(students);
        System.out.println(Arrays.toString(students));
        
    }

结果：

我们也可以用名字来排序：

java 复制代码

class Student implements Comparable<Student>{
    public String name;
    public int age;

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    
    @Override
    public int compareTo(Student o) {
//        谁调用，this.name就是谁
        return this.name.compareTo(o.name);
//        提醒，name.出来的compareTo是Sting类里面重写了的方法
//        和这里的comparaTo不同，它底层是对每一个字符挨个比较，
//        直到不同
    }
    
//    @Override
//    public int compareTo(Student o) {
//        return this.age - o.age;
//    }
}

结果：

2.写一个自己的sort

我们用冒泡排序来实现：

java 复制代码

 //用接口做为参数可以让，实现了这个接口的所有类，都可以使用此方法
    public static void MySort(Comparable[] comparable) {
        for (int i = 0; i < comparable.length; i++) {
            for (int j = 0; j < comparable.length - 1 - i; j++) {
                if(comparable[j].compareTo(comparable[j+1]) > 0) {
                    Comparable tmp = comparable[j];
                    comparable[j] = comparable[j+1];
                    comparable[j+1] = tmp;
                }
            }
        }
    }

这里的compareTo调用的是自己Student类里面的，以他的返回值来做判断。

我们就用名字来排序，看是否一样：

java 复制代码

public static void main(String[] args) {
        Student[] students = new Student[3];
        students[0] = new Student("zhangsan",25);
        students[1] = new Student("lisi",22);
        students[2] = new Student("wangwu",21);

        MySort(students);
        System.out.println(Arrays.toString(students));

    }

可以看到确实是可以排序。

但其实我们发现，一旦写好不易更改。如果对名字和年龄都会用到就不好办了。很不灵活

所以我再给大家介绍一个接口，可以很好的解决这个问题

3.Comparator

Student类不变:

java 复制代码

class Student implements Comparable<Student>{
    public String name;
    public int age;

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    @Override
    public int compareTo(Student o) {
        return this.age - o.age;
    }
}

我们单独定义一个文件：

java 复制代码

package demo3;

import java.util.Comparator;

public class AgeComparator implements Comparator<Student> {
    @Override
    public int compare(Student o1, Student o2) {
        return o1.age - o2.age;
    }
}

在这里实现Comparator方法，这个接口需要重写compare方法，一样是决定着判断类大小的方法。

我们再写一个关于年龄的比较方法，依然需要重新开一个文件：

java 复制代码

package demo3;

import java.util.Comparator;

public class AgeComparator implements Comparator<Student> {
    @Override
    public int compare(Student o1, Student o2) {
        return o1.age - o2.age;
    }
}

写好了我们就可以在main方法中操作了

java 复制代码

 public static void main(String[] args) {
        Student student1 = new Student("zhangsan",10);
        Student student2 = new Student("lisi",15);

        //年龄比较器
        AgeComparator ageComparator = new AgeComparator();
        int ret1 = ageComparator.compare(student1,student2);
        System.out.println(ret1);

        //名字比较强
        NameComparator nameComparator = new NameComparator();
        int ret2 = nameComparator.compare(student1,student2);
        System.out.println(ret2);
    }

结果：

八、类的克隆Clonable

1.Clonable接口

Java 中内置了一些很有用的接口, Clonable 就是其中之一.

Object是所有类的父类，Object 类中存在一个 clone 方法, 调用这个方法可以创建一个对象的 "拷贝". 但是要想合法调用 clone 方法, 必须要先实现 Clonable 接口, 否则就会抛出 CloneNotSupportedException 异常.

java 复制代码

class Student implements Cloneable{
    public int age;

    public Student(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "age=" + age +
                '}';
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException{
        Student student1 = new Student(12);
        Student student2 = (Student) student1.clone();

        System.out.println(student2.age);
    }
}

那么实现克隆必须要有这几条件：

必须在类中实现Cloneable接口这个接口里并没有什么东西，只是做为标记接口或者称为空接口。只要实现了这个克隆接口证明当前类才能被克隆

必须重新clone方法

父类给到子类必须向下转型

异常

2.浅拷贝

将类改一下：

java 复制代码

class Name {
    public String name = "张三";
}

class Student implements Cloneable{
    public int age;
    public Name n = new Name();

    public Student(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

}

java 复制代码

public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException{
        Student student1 = new Student(20);
        Student student2 = (Student) student1.clone();
        System.out.println(student1.n.name);
        System.out.println(student2.n.name);
        System.out.println("========");
        student1.n.name = "李四";
        System.out.println(student1.n.name);
        System.out.println(student2.n.name);


    }

结果：

什么是浅拷贝，里面引用类型指向的地址不变。就是浅拷贝

深拷贝，就是引用类型指向的地址的空间也拷贝一份出来，重新划分空间并指向他

内存图解：

所以一定要注意这一点

3.深拷贝

java 复制代码

class Name implements Cloneable{//写好拷贝条件
    public String name = "张三";

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

class Student implements Cloneable{
    public int age;
    public Name n = new Name();

    public Student(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Student tmp = (Student) super.clone();//放到临时变量中
        tmp.n = (Name) this.n.clone();//将里面的对象也拷贝一份
        return tmp;
    }

}

java 复制代码

public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException{
        Student student1 = new Student(20);
        Student student2 = (Student) student1.clone();
        System.out.println(student1.n.name);
        System.out.println(student2.n.name);
        System.out.println("========");
        student1.n.name = "李四";
        System.out.println(student1.n.name);
        System.out.println(student2.n.name);

    }

结果：

这样就是深拷贝了

内存图解：

九、抽象类和接口的区别

抽象类和接口都是 Java 中多态的常见使用方式. 都需要重点掌握. 同时又要认清两者的区别(重要!!! 常见面试题)

核心区别 : 抽象类中可以包含抽象方法、普通方法和普通字段, 这样的普通方法和字段可以被子类直接使用(不必重写), 而接口中不能包含普通方法, 子类必须重写所有的抽象方法。接口只能是抽象的方法，或者default、static修饰的方法。
再次提醒:

抽象类存在的意义是为了让编译器更好的校验, 像 Animal 这样的类我们并不会直接使用, 而是使用它的子类. 万一不小心创建了 Animal 的实例, 编译器会及时提醒我们.

十、 Object类

Object是Java默认提供的一个类。Java里面除了Object类，所有的类都是存在继承关系的。默认会继承Object父类。即所有类的对象都可以使用Object的引用进行接收。

范例：使用Object接收所有类的对象

java 复制代码

class Person{}
class Student{}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        function(new Person());
        function(new Student());
    }
    public static void function(Object obj) {
        System.out.println(obj);
    }
}
//执行结果：
Person@1b6d3586
Student@4554617c

所以在开发之中，Object类是参数的最高统一类型。但是Object类也存在有定义好的一些方法。如下：

对于整个Object类中的方法需要实现全部掌握。

本小节当中，我们主要来熟悉这几个方法：toString()方法，equals()方法，hashcode()方法

1.toString

这个比较简单这个就不多说了

2.对象比较equals方法

在Java中，==进行比较时：

a.如果==左右两侧是基本类型变量，比较的是变量中值是否相同

b.如果==左右两侧是引用类型变量，比较的是引用变量地址是否相同

c.如果要比较对象中内容，必须重写Object中的equals方法，因为equals方法默认也是按照地址比较的：

java 复制代码

// Object类中的equals方法
public boolean equals(Object obj) {
    return (this == obj); // 使用引用中的地址直接来进行比较
}

那么我们想要比较对象中的内容就要自己写：

java 复制代码

class Student {
    public String name;
    public int age;

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        Student student = (Student) o;
        if(this.name.equals(student.name)) {
            return true;
        }
        return false;
    }

}

java 复制代码

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Student student1 = new Student("zhangsan",10);
        Student student2 = new Student("zhangsan",12);

        System.out.println(student1.equals(student2));
    }
}

结果：

java 复制代码

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Student student1 = new Student("zhangsan",10);
        Student student2 = new Student("lisi",12);

        System.out.println(student1.equals(student2));
    }
}

结果：

写详细点的还有

java 复制代码

class Student{
    ...
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (obj == null) {//地址为空肯定不相等
            return false ;
        }
        if(this == obj) {//地址都一样一定相等
            return true ;
        }
        // 不是Student类对象
        if (!(obj instanceof Student)) {//是同一类型 = !true也就是false，不进入if
            return false ;
        }
        Person person = (Person) obj ; // 向下转型，比较属性值
        return this.name.equals(person.name) && this.age==person.age ;
    }
}

结论：比较对象中内容是否相同的时候，一定要重写equals方法。

3.hashcode方法

回忆刚刚的toString方法的源码：

java 复制代码

public String toString() {
    return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());
}

我们看到了hashCode()这个方法，他帮我算了一个具体的对象位置，这里面涉及数据结构，但是我们还没学数据结构，没法讲述，所以我们只能说它是个内存地址。然后调Integer.toHexString()方法，将这个地址以16进制输出。

hashcode方法源码：

java 复制代码

public native int hashCode();

该方法是一个native方法 ，底层是由C/C++代码写的。我们看不到。

java 复制代码

    public static void main(String[] args) {
        Student student1 = new Student("zhangsan",10);
        Student student2 = new Student("lisi",12);

        System.out.println(student1.hashCode());
        System.out.println(student2.hashCode());
    }

结果：

注意事项：两个对象的hash值不一样。

从业户逻辑上来说，我们认为两个名字相同，年龄相同的对象 ，将存储在同一个位置，需要重写hashcode()方法，我们可以来看示例代码：

java 复制代码

class Person {
    public String name;
    public int age;
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }
}
public class TestDemo4 {
    public static void main(String[] args) {
        Person per1 = new Person("gaobo", 20) ;
        Person per2 = new Person("gaobo", 20) ;
        System.out.println(per1.hashCode());
        System.out.println(per2.hashCode());
    }
}
//执行结果
460141958
460141958

注意事项：哈希值一样。

结论：

1、hashcode方法用来确定对象在内存中存储的位置是否相同

2、事实上hashCode() 在散列表中才有用，在其它情况下没用。在散列表中hashCode() 的作用是获取对象的散列码，进而确定该对象在散列表中的位置

我们一般可以通过idea自带的工具实现hashcode和equals步骤：

生成：

java 复制代码

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Student student = (Student) o;
        return age == student.age && Objects.equals(name, student.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }

JAVA-接口(一万四千字讲解)

一、接口的概念

二、语法规则

三、接口使用

四、接口特性

五、实现多个接口

六、接口间的继承

七、接口使用实例

1.Comparable

2.写一个自己的sort

3.Comparator

八、类的克隆Clonable

1.Clonable接口

2.浅拷贝

3.深拷贝

九、抽象类和接口的区别

十、 Object类

1.toString

2.对象比较equals方法

**3.**hashcode方法

3.hashcode方法