Java接口——面向对象的精髓

[沐小悠mxy]

接口有何用？面试宝典上背下来的总结，你真的明白吗？
接口&工厂方法 其实很简单>。<~
什么是接口
先看看生活中的接口，比如USB接口。

USB接口的设计者在最初就知道USB能支持这么多功能吗？他们是怎样未卜先知地设计的呢？其实他们也不知道以后USB上会连什么设备，他们只是定义了一个数据传输与供电的标准而已。

Java中也是类似的，定义了接口，就等于定义了调用对象的标准。
接口的基本语法

使用 interface定义；
接口当中的方法都是抽象方法；
接口当中的方法都是public权限（接口中的方法，写不写public修饰符，都是public权限，别的地方不行哦）；

可以把接口理解成一个更加纯粹的抽象类，因此它也不能生成对象。这要怎么办呢？回想抽象类的处理方法，可以用一个类来继承（接口中叫实现）它，从而在子类中生成对象。

一个最简单的接口示例：

定义一个接口：

interface USB {
    public void read();    
    public void write();
}

定义它的子类，来实现这个接口：

class Phone implements USB {
    public void read() {
        System.out.println("Phone --> Read");
    }    
    public void write() {
        System.out.println("Phone --> Write");
    }
}

测试：

class Test {
    public static void main(String args []) {
        Phone phone = new Phone();
        //向上转型
        USB usb = phone;
        usb.read();
        usb.write();
    }
}

运行结果：

继续了解接口的语法：

实现接口使用implements关键字；
一个类可以实现多个接口；
实现是特殊的继承，换句话说，就是一个类可以继承多个接口。
修改上面的代码：
再定义一个WiFi接口：

interface WiFi {
    public void open();    
    public void close();
}

让Phone也实现WiFi接口：

class Phone implements USB, WiFi {
    public void read() {
        System.out.println("Phone --> Reading");
    }    
    public void write() {
        System.out.println("Phone --> Writing");
    }
    //实现WiFi中的抽象方法
    public void open() {
        System.out.println("WiFi --> Open");
    }    
    public void close() {
        System.out.println("WiFi --> Close");
    }    
}

测试一下：

class Test {
    public static void main(String args []) {
        Phone phone = new Phone();
        //向上转型时，就有两种选择
        USB usb = phone;
        usb.read();
        usb.write();

        WiFi wifi = phone;
        wifi.open();
        wifi.close();
    }
}

运行结果：

可以看到，用USB连接手机时，手机表现的就是USB的行为，用WiFi连接手机时，手机表现的就是WiFi的行为，这也是面向对象多态性非常明显的体现。

一个接口可以继承多个接口
注意这里不能写成implements，因为我们只想继承USB和WiFi接口的抽象方法，而不想实现它。

interface SbFi extends USB, WiFi {
  public void piu();
}

这样SbFi接口就拥有read(),write(),open(),close()和piu()五个抽象方法了:)
接口的实践
如果我们接到一个客户的需求，用程序控制办公室中的打印机，我们该怎么做呢？容易想到，先用一个类描述“打印机”，再用一些方法实现“开机”、“关机”、“打印”等动作，一个简单的Printer类就能搞定了。
可是如果客户提出了新的需求，办公室又买了一台其他品牌的打印机，让你修改之前的代码。这时要怎么做呢？都是打印机，只是品牌不同，功能略有差异，容易想到用接口或者继承。接口更灵活一些，所以我们写出了下面的代码：

首先定义一个Printer接口，描述打印机都有的行为：

interface Printer {
    void open();
    void print(String s);
    void close();
}

在惠普打印机类中，实现Printer中的抽象方法：

class HPPrinter implements Printer {
    public void open() {
        System.out.println("HP: open");
    }
    public void print(String s) {
        System.out.println("HP: print--> " + s);
    }
    public void close() {
        System.out.println("HP: close");
    }
}

在佳能打印机中，又增加了新的方法，清洗：

public class CanonPrinter implements Printer {
    public void open() {
        System.out.println("Canon: open");
    }
    public void print(String s) {
        System.out.println("Canon: print-->" + s);
    }
    public void close() {
        this.clean();
        System.out.println("Canon: close");
    }

    public void clean() {
        System.out.println("Canon: clean");
    }

}

测试：
注意，这里使用对象的向上转型，能减少重复代码。不然就得用HPPrinter和CanonPrinter生成的对象分别调用open, print, close方法，很麻烦。如果以后有100台打印机，岂不是得写300行？

class Test {
    public static void main(String args []) {
        Printer printer = null;
        //为简便，flag模拟用户选择使用哪台打印机
        int flag = 1;
        if(flag == 0) {
            //向上转型
            printer = new HPPrinter();
        } else if(flag == 1) {
            printer = new CanonPrinter();
        }

        printer.open();
        printer.print("向上转型好用吧~");
        printer.close();
    }
}

运行：

大功告成。但是这样就足够了吗？
如果我们的打印机代码，是在一个办公自动化的系统当中。可能有各种各样的功能，要使用打印机。那每次使用时，都要把Test类中的这一段写一遍吗？如果以后有100个地方要用，岂不是要把这一段写100次？更可怕的是，如果又添加了新的打印机，岂不是要修改这100段代码？太容易出错了。所以，我们和重复代码，是势不两立的（振臂一呼）！

进击的工厂方法模式
减少重复代码的一般方法就是，把重复的代码放在一个地方（封装起来），等要用的时候，就调用它，而不是再写一遍。仔细看Test类，重复的地方，不包括最后三行，主要是根据用户的选择，生成打印机对象，并向上转型为Printer类型的部分。

我们可以设计一个类，在里面添加一个函数，它的功能就是根据用户的选择生成打印机对象，以后我们直接调用这个函数就行了。函数的参数，就是用户的选择，返回值，就是一个Printer类型的对象。

class PrinterFactory {
    //添加static是为了调用方便
    public static Printer getPrinter(int flag) {
        Printer printer = null;
        if(flag == 0) {
            printer = new HPPrinter();
        } else if(flag == 1) {
            printer = new CanonPrinter();
        }        
        return printer;
    }    
}

class Test {
    public static void main(String args []) {
        int flag = 1;
        Printer printer = PrinterFactory.getPrinter(flag);
        printer.open();
        printer.print("对象的转型好用吧~");
        printer.close();
    }
}

这样，就算要增加100台打印机，也只用在PrinterFactory中添加 else if(flag == xxx) 的代码，不用修改Test类。

这就是著名的简单静态工厂方法模式。
PrinterFactory并不关心Printer类有多少个子类，这样我们就能够自由地修改Printer子类了。
工厂方法模式的思路很简单，就是把生成对象的代码，封装在工厂类当中。

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