Перейти к основному содержимому

Java-интерфейсы

· 6 мин. чтения

Задача: Сумма двух

Дано массив целых чисел и целая сумма. Нужно найти индексы двух чисел, сумма которых равна заданной ...

ANDROMEDA

1. Обзор​

В этом уроке мы поговорим об интерфейсах в Java. Мы также увидим, как Java использует их для реализации полиморфизма и множественного наследования.

2. Что такое интерфейсы в Java?​

В Java интерфейс — это абстрактный тип, содержащий набор методов и переменных-констант. Это одна из основных концепций Java, которая используется для достижения абстракции, полиморфизма и множественного наследования .

Давайте посмотрим на простой пример интерфейса на Java:

public interface Electronic {

    // Constant variable
    String LED = "LED";

    // Abstract method
    int getElectricityUse();

    // Static method
    static boolean isEnergyEfficient(String electtronicType) {
        if (electtronicType.equals(LED)) {
            return true;
        }
        return false;
    }

    //Default method
    default void printDescription() {
        System.out.println("Electronic Description");
    }
}

Мы можем реализовать интерфейс в классе Java, используя ключевое слово Implements.

Далее давайте также создадим класс Computer , который реализует только что созданный электронный интерфейс:

public class Computer implements Electronic {

    @Override
    public int getElectricityUse() {
        return 1000;
    }
}

2.1. Правила создания интерфейсов​

В интерфейсе нам разрешено использовать:

Мы также должны помнить, что:

  • мы не можем создавать интерфейсы напрямую
  • интерфейс может быть пустым, без методов или переменных.
  • мы не можем использовать последнее слово в определении интерфейса, так как это приведет к ошибке компилятора
  • все объявления интерфейсов должны иметь модификатор доступа public или default; абстрактный модификатор будет автоматически добавлен компилятором
  • метод интерфейса не может быть защищенным или окончательным
  • вплоть до Java 9 методы интерфейса не могли быть закрытыми ; однако в Java 9 появилась возможность определять частные методы в интерфейсах .
  • переменные интерфейса являются общедоступными , статическими и окончательными по определению; нам не разрешено изменять их видимость

3. Чего мы можем достичь, используя их?​

3.1. Поведенческая функциональность​

Мы используем интерфейсы для добавления определенных поведенческих функций, которые могут использоваться несвязанными классами. Например, Comparable , Comparator и Cloneable — это интерфейсы Java, которые могут быть реализованы несвязанными классами. Ниже приведен пример интерфейса Comparator ` , который используется для сравнения двух экземпляров класса Employee` :

public class Employee {

    private double salary;

    public double getSalary() {
        return salary;
    }

    public void setSalary(double salary) {
        this.salary = salary;
    }
}

public class EmployeeSalaryComparator implements Comparator<Employee> {

    @Override
    public int compare(Employee employeeA, Employee employeeB) {
        if (employeeA.getSalary() < employeeB.getSalary()) {
            return -1;
        } else if (employeeA.getSalary() > employeeB.getSalary()) { 
            return 1;
        } else {
            return 0;
        }
    }
}

Для получения дополнительной информации посетите наш учебник по Comparator и Comparable в Java.

3.2. Множественное наследство​

Классы Java поддерживают сингулярное наследование. Однако, используя интерфейсы, мы также можем реализовать множественное наследование.

Например, в приведенном ниже примере мы замечаем, что класс Car ` реализует интерфейсы Fly и Transform .Таким образом, он наследует методы fly и transform` :

public interface Transform {
    void transform();
}

public interface Fly {
    void fly();
}

public class Car implements Fly, Transform {

    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("I can Fly!!");
    }

    @Override
    public void transform() {
        System.out.println("I can Transform!!");
    }
}

3.3. Полиморфизм​

Начнем с вопроса: что такое полиморфизм ? Это способность объекта принимать различные формы во время выполнения. Чтобы быть более конкретным, это выполнение метода переопределения, связанного с определенным типом объекта во время выполнения.

В Java мы можем добиться полиморфизма с помощью интерфейсов. Например, интерфейс формы может принимать разные формы — это может быть круг или квадрат.

Начнем с определения интерфейса Shape : 

public interface Shape {
    String name();
}

Теперь также создадим класс Circle : 

public class Circle implements Shape {

    @Override
    public String name() {
        return "Circle";
    }
}

А также класс Square : 

public class Square implements Shape {

    @Override
    public String name() {
        return "Square";
    }
}

Наконец, пришло время увидеть полиморфизм в действии, используя наш интерфейс Shape и его реализации. Давайте создадим несколько объектов Shape , добавим их в список и , наконец, напечатаем их имена в цикле:

List<Shape> shapes = new ArrayList<>();
Shape circleShape = new Circle();
Shape squareShape = new Square();

shapes.add(circleShape);
shapes.add(squareShape);

for (Shape shape : shapes) {
    System.out.println(shape.name());
}

4. Методы по умолчанию в интерфейсах​

Традиционные интерфейсы в Java 7 и более ранних версиях не обеспечивают обратной совместимости.

Это означает, что если у вас есть устаревший код, написанный на Java 7 или более ранней версии, и вы решили добавить абстрактный метод к существующему интерфейсу, то все классы, реализующие этот интерфейс, должны переопределить новый абстрактный метод . В противном случае код сломается.

Java 8 решила эту проблему, представив метод по умолчанию, который является необязательным и может быть реализован на уровне интерфейса.

5. Правила наследования интерфейса​

Чтобы добиться множественного наследования через интерфейсы, мы должны помнить несколько правил. Давайте рассмотрим это подробно.

5.1. Интерфейс, расширяющий другой интерфейс​

Когда интерфейс расширяет другой интерфейс, он наследует все абстрактные методы этого интерфейса. Начнем с создания двух интерфейсов, HasColor и Shape :

public interface HasColor {
    String getColor();
}

public interface Box extends HasColor {
    int getHeight()
}

В приведенном выше примере Box наследуется от HasColor с помощью ключевого слова extends. Таким образом, интерфейс Box наследует getColor . В результате интерфейс Box теперь имеет два метода: getColor и getHeight .

5.2. Абстрактный класс, реализующий интерфейс​

Когда абстрактный класс реализует интерфейс, он наследует все его абстрактные методы и методы по умолчанию. Рассмотрим интерфейс Transform и реализующий его абстрактный класс Vehicle :

public interface Transform {
    
    void transform();
    default void printSpecs(){
        System.out.println("Transform Specification");
    }
}

public abstract class Vehicle implements Transform {}

В этом примере класс Vehicle наследует два метода: метод абстрактного преобразования и метод printSpecs по умолчанию .

6. Функциональные интерфейсы​

С самого начала у Java было много функциональных интерфейсов, таких как Comparable (начиная с Java 1.2) и Runnable (начиная с Java 1.0).

В Java 8 появились новые функциональные интерфейсы, такие как Predicate , Consumer и Function . Чтобы узнать больше об этом, посетите наш учебник по функциональным интерфейсам в Java 8 .

7. Заключение​

В этом руководстве мы дали обзор интерфейсов Java и рассказали, как их использовать для достижения полиморфизма и множественного наследования.

Как всегда, полные образцы кода доступны на GitHub.