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Java中的接口以及常見的Cloneable接口用法

更新時(shí)間：2024年02月06日 14:16:14 作者：掉了顆兔牙lx

這篇文章主要介紹了Java中的接口以及常見的Cloneable接口用法,具有很好的參考價(jià)值,希望對大家有所幫助,如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教

1. 概念

接口在 Java 中是一個(gè)抽象類型，是抽象方法的集合，是抽象類的更進(jìn)一步。

接口通常以 Interface 來聲明。

一個(gè)類通過繼承接口的方式，從而來繼承接口的抽象方法。

2. 語法規(guī)則

在打印圖形的示例中，父類中沒有 Shape 沒有包含別的非抽象方法，所以也可以將它設(shè)計(jì)成一個(gè)接口。

interface IShape {
    void draw();
}
class Cycle implements IShape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("○");
    }
}
 
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        IShape shape = new Rect();
        shape.draw();
    }
}

接口并不是類，編寫接口的方式和類很相似，但是它們屬于不同的概念。

類描述對象的屬性和方法。接口則包含類要實(shí)現(xiàn)的方法。

接口中只能包含抽象方法。對于字段來說, 接口中只能包含靜態(tài)常量(final static)。

interface IShape {
    void draw();
    public static final int num = 10;
}

小結(jié)：

使用 interface 定義一個(gè)接口.
子類使用 implements 實(shí)現(xiàn)接口，子類可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口 implements 多個(gè)接口。
接口中的方法一定是抽象方法, 因此可以省略 abstract.
接口中的方法一定是 public, 因此可以省略 public.
Cycle 使用 implements 繼承接口，此時(shí)表達(dá)的含義不再是 "擴(kuò)展", 而是 "實(shí)現(xiàn)"，擴(kuò)展指的是當(dāng)前已經(jīng)有一定的功能了, 進(jìn)一步擴(kuò)充功能。實(shí)現(xiàn)指的是當(dāng)前啥都沒有, 需要從頭構(gòu)造出來。
接口無法被實(shí)例化，但是可以被實(shí)現(xiàn)。一個(gè)實(shí)現(xiàn)接口的類，必須實(shí)現(xiàn)接口內(nèi)所描述的所有方法，否則就必須聲明為抽象類。
一個(gè)類如果同時(shí)繼承抽象類，實(shí)現(xiàn)接口，請先 extends 一個(gè)類，而后 implements 多個(gè)接口。
Java 中允許同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口，不允許多繼承。

3. 接口的命名規(guī)則

我們創(chuàng)建接口的時(shí)候, 接口的命名一般以大寫字母 I 開頭。
接口的命名一般使用 "形容詞" 詞性的單詞。
阿里編碼規(guī)范中約定, 接口中的方法和屬性不要加任何修飾符號, 保持代碼的簡潔性。

4. 實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口

有時(shí)候我們需要一個(gè)類繼承多個(gè)父類，但是在 Java 中只支持單繼承，所以這時(shí)候就可以用多接口實(shí)現(xiàn)這種多繼承的效果。

例子：

先通過類表示一組動物：

public class Animal {
    protected String name;
 
    // 有參構(gòu)造方法
    public Animal(String name) {
        this.name = name;
    }
}

動物都有不同的技能，比如說會飛，會游泳，會跑，要想讓不同的動物具有各自不同的特點(diǎn)，可以將各種不同的技能設(shè)置成接口。

這樣也方便多種技能的動物“實(shí)現(xiàn)”多個(gè)技能。

public interface IFlying {
    void fly();
}

public interface IRunning {
    void running();
}

public interface ISwimming {
    void swimming();
}

接下來就是設(shè)計(jì)幾種不同的動物：

首先是??，貓會跑，可以實(shí)現(xiàn)跑的接口方法。

public class Cat extends Animal implements IRunning {
    public Cat(String name) {
        super(name);
    }
 
    @Override
    public void running() {
        System.out.println(this.name + "正在跑");
    }
}

還有魚，魚可以游泳。

青蛙，青蛙既可以在陸地上跑跳，也可以在水中游泳，所以這個(gè)類可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)接口。

public class Frog extends Animal implements ISwimming, IRunning {
    public Frog(String name) {
        super(name);
    }
 
    @Override
    public void running() {
        System.out.println(this.name + "正在跳");
    }
 
    @Override
    public void swimming() {
        System.out.println(this.name + "正在游泳");
    }
}

有了接口后，類的調(diào)用者就不必關(guān)注具體類型，而只關(guān)注某個(gè)類具備的能力。

在 walk 方法內(nèi)部，不必關(guān)注到底是哪種動物，只要關(guān)注他是否具有跑這個(gè)功能就行。其他方法也是如此。

// 多接口
public class TestAniaml {
    public static void main(String[] args) {
        Cat cat = new Cat("貓貓");
        Frog frog = new Frog("青蛙");
        Fish fish = new Fish("小魚");
        walk(frog);
        walk(cat);
        swim(frog);
        swim(fish);
    }
    public static void walk(IRunning running) {
        running.running();
    }
    public static void swim(ISwimming swimming) {
        swimming.swimming();
    }
}

5. 接口實(shí)現(xiàn)示例

給對象數(shù)組排序

在Arrays工具類中，sort 函數(shù)可以對普通數(shù)組進(jìn)行排序，但是在如下代碼中，如果使用 sort 方法進(jìn)行排序，就會運(yùn)行出錯(cuò)，拋出異常。

錯(cuò)誤：

import java.util.Arrays;
 
/**
 * 接口示例,對學(xué)生對象數(shù)組進(jìn)行排序
 */
public class Student implements Comparable<Student> {
    private String name;
    private int score;
 
    public Student(String name, int score) {
        this.name = name;
        this.score = score;
    }
 
    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                this.name + '\'' +
                ", score=" + this.score +
                '}';
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        Student[] students = new Student[]{
                new Student("小王", 87),
                new Student("小趙", 90),
                new Student("小敏", 89),
        };
        Arrays.sort(students);
        System.out.println(Arrays.toString(students));
    }
}

從報(bào)錯(cuò)信息以及源碼上來看，可以發(fā)現(xiàn)所有使用 sort (Object[ ] a)方法進(jìn)行排序的對象都必須實(shí)現(xiàn)Comparable接口。

而源碼中的比較類型是 int 類型，所以如果我們想要使用 sort 方法，就要先復(fù)寫Comparable接口中的 compareTo 方法，傳入想要比較的對象類型，也就是 Student 類。

然后就可以實(shí)現(xiàn) sort 方法，運(yùn)行結(jié)果成為按照 score 的大小排序的數(shù)組：

6. Cloneable 接口和深、淺拷貝

6.1 Cloneable 接口

Cloneable 是 Java 中內(nèi)置的接口之一。

使用場景：Object 類中存在一個(gè) clone 方法, 調(diào)用這個(gè)方法可以創(chuàng)建一個(gè)對象的 "拷貝"。

但是要想合法調(diào)用 clone 方法, 必須要先實(shí)現(xiàn) Cloneable 接口, 否則就會拋出 CloneNotSupportedException 異常。

/**
 * Cloneable 接口
 */
public class B implements Cloneable{
    @Override
    protected B clone() throws CloneNotSupportedException {
        return (B)super.clone();
    }
 
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        B b = new B();
        B b1 = b.clone();
        B b2 = b;
        System.out.println(b == b1);
        System.out.println(b == b2);
    }
}

運(yùn)行結(jié)果：

從結(jié)果可以看出 B 類已經(jīng)具有了拷貝能力，== 看得是兩個(gè)對象引用的地址是否是同一個(gè)，b 和 b2 還是一個(gè)對象只是有兩個(gè)名字所以結(jié)果是 true，而 b 經(jīng)過拷貝創(chuàng)新創(chuàng)建了一個(gè)新對象 b1，引用指向的地址自然不是一個(gè)，結(jié)果就是 false。

拷貝分為淺拷貝和深拷貝，要注意它們的區(qū)別。

6.2 淺拷貝

可以從運(yùn)行結(jié)果看出，改變了拷貝的值，隨之原對象的值也發(fā)生了變化；同樣的改變原對象的值，拷貝后的對象的值也發(fā)生了變化。這是因?yàn)殡m然 b1 和 b 是兩個(gè)不同的對象，但他們內(nèi)部包含的 a 對象卻是相同的。開始時(shí) a 的默認(rèn)值都是0，將100賦給 b1 中的 a 時(shí)，b 中的 a 也就改變了，因?yàn)檫@兩個(gè)對象中的 a 是同一個(gè)引用。

小結(jié)：淺拷貝就是當(dāng)一個(gè)對象是通過另一個(gè)對象 clone 出來的，此時(shí)這兩個(gè)對象雖然是獨(dú)立的兩個(gè)對象，但是這兩個(gè)對象的內(nèi)部包含的其他引用是相同的。