Java程序設(shè)計(jì)課件：?jiǎn)卧?8 接口

1、單08 接口模擬USB接口程序設(shè)計(jì)單元目標(biāo)u 掌握J(rèn)ava接口的概念；u 理解面向接口編程的思想；u 掌握接口的多態(tài)技術(shù)。學(xué)習(xí)任務(wù)任務(wù)描述電腦主板上的USB接口有嚴(yán)格的規(guī)范，U盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不相同，每種盤(pán)的容量也不同，但U盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)都遵守了USB接口的規(guī)范，所以，在使用USB接口時(shí)，可以將U盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)插入任意一個(gè)USB接口，而不用擔(dān)心哪個(gè)USB接口是專門(mén)插哪個(gè)盤(pán)。請(qǐng)編寫(xiě)程序，模擬使用USB接口的過(guò)程。運(yùn)行結(jié)果模擬USB接口程序設(shè)計(jì)知識(shí)準(zhǔn)備8.1 Java接口去購(gòu)買(mǎi)USB 電腦鼠標(biāo)的時(shí)候，不需要問(wèn)電腦配件的商家USB 鼠標(biāo)是什么型號(hào)的，也不需要詢問(wèn)是滿足什么要求，一般情況下買(mǎi)回來(lái)都可

2、以直接使用。其原因就是USB 接口是統(tǒng)一的，都實(shí)現(xiàn)了鼠標(biāo)的基本功能，可以說(shuō)是鼠標(biāo)的一種規(guī)范。所有的廠家都會(huì)按照這個(gè)規(guī)范，來(lái)制造USB 接口的鼠標(biāo)。這個(gè)規(guī)范說(shuō)明制作該USB類型的鼠標(biāo)應(yīng)該做些什么，但并不說(shuō)明如何做。2.16.1接口的概念Java 程序設(shè)計(jì)中的接口（Interface）也是一種規(guī)范，是用來(lái)組織應(yīng)用程序中的類，并調(diào)節(jié)它們的相互關(guān)系。接口是由常量和抽象方法組成的特殊類，是對(duì)抽象類的進(jìn)一步抽象，形成了一個(gè)屬性和行為的介紹集合，該集合通常代表了一組功能的實(shí)現(xiàn)。【提 示】在最早期的面向?qū)ο笳Z(yǔ)言中不是使用interface關(guān)鍵字，而是使用protocal。從這個(gè)詞匯中可以看出接口最核心的意義是

3、一個(gè)協(xié)議，一個(gè)規(guī)定了一組功能的協(xié)議。既然有協(xié)議的意思，那么協(xié)議中將要說(shuō)明需要遵守的條約，相當(dāng)于抽象方法。然而協(xié)議中一般不去理會(huì)到底如何實(shí)現(xiàn)條約方式，這進(jìn)一步說(shuō)明了使用抽象方法的意義。Java 不支持多繼承性，即一個(gè)類只能有一個(gè)父類。單繼承性使得Java簡(jiǎn)單，易于管理程序。為了克服單繼承的缺點(diǎn)，Java使用了接口，一個(gè)類可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口。2.16.2接口的聲明 public interface 接口名 extends 接口1，接口2 public static final 數(shù)據(jù)類型 常量名=常量值； public static abstract 返回值 抽象方法名（參數(shù)列表）；由接口的聲明的語(yǔ)法

4、格式看出，接口是由常量和抽象方法組成的特殊類。注解：1. 接口的訪問(wèn)修飾符只有public一個(gè)。2. 接口可以被繼承，它將繼承父接口中的所有方法和常量。3. 接口體只包含兩部分，一是常量；而是抽象方法。4. 接口中的常量必須賦值，并且接口中的屬性都被默認(rèn)為是final來(lái)修飾的常量。5. 接口中的所有的方法都必須是抽象方法，抽象方法不需要使用abstract關(guān)鍵字聲明，直接默認(rèn)為是抽象的。2.16.3接口的實(shí)現(xiàn)和使用既然接口里只有抽象方法，它只要聲明而不用定義處理方式，于是自然可以聯(lián)想到接口也沒(méi)有辦法像一般類一樣，再用它來(lái)創(chuàng)建對(duì)象。利用接口打造新的類的過(guò)程，稱之為接口的實(shí)現(xiàn)（implementa

5、tion），同時(shí)實(shí)現(xiàn)了接口的類稱之為接口實(shí)現(xiàn)類。接口實(shí)現(xiàn)格式如下：class 類名稱 implements 接口A,接口B / 接口的實(shí)現(xiàn) 【實(shí)例2-18】接口實(shí)現(xiàn)程序設(shè)計(jì)interface A / 定義接口A public String name = "張三" ;/ 定義全局常量 public void print() ;/ 定義抽象方法模擬USB接口程序設(shè)計(jì)interface B/ 定義接口B public void say() ;/ 定義抽象方法class C implements A,B/ 子類同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)接口 public void say() / 覆寫(xiě)B(tài)接口中的

6、抽象方法System.out.println("Hello!"); public void print() / 覆寫(xiě)A接口中的抽象方法System.out.println("姓名：" + name); 接口的使用與類的使用有些不同。類會(huì)直接使用new關(guān)鍵字來(lái)構(gòu)建一個(gè)類的實(shí)例進(jìn)行應(yīng)用，而接口只能被它的實(shí)現(xiàn)類進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)才能發(fā)揮作用。8.2接口與多態(tài)多態(tài)是面向?qū)ο缶幊趟枷氲闹匾w現(xiàn)，它是建立在繼承關(guān)系存在基礎(chǔ)上的。接口與它的實(shí)現(xiàn)類之間存在實(shí)現(xiàn)關(guān)系，同時(shí)也就具有繼承關(guān)系。因此接口可以像父類子類一樣使用多態(tài)技術(shù)，其中接口回調(diào)就是多態(tài)技術(shù)的體現(xiàn)。接口回調(diào)是指：

7、可以將接口實(shí)現(xiàn)類的對(duì)象賦給該接口聲明的接口變量中，那么該接口變量就可以調(diào)用接口實(shí)現(xiàn)類對(duì)象中的方法。不同的類在使用同一接口時(shí)，可能具有不同的功能體現(xiàn)，即接口實(shí)現(xiàn)類的方法體不必相同，因此，接口回調(diào)可能產(chǎn)生不同的行為?！緦?shí)例2-19】接口回調(diào)的例子模擬USB接口程序設(shè)計(jì)interface ShowMessage void showTradeMark();class TV implements ShowMessage public void showTradeMark() System.out.println("我是電視機(jī)");class PC implements ShowMes

8、sage public void showTradeMark() System.out.println("我是電腦");public class TestExample public static void main(String args)ShowMessage sm; / 聲明接口變量。sm = new TV(); / 實(shí)現(xiàn)類對(duì)象賦值接口變量sm.showTradeMark(); / 接口回調(diào)。sm = new PC(); / 接口變量中存放對(duì)象的引用。sm.showTradeMark(); / 接口回調(diào)。8.3面向接口編程的步驟接口體現(xiàn)了規(guī)范與分離的設(shè)計(jì)原則，可以很好

9、地降低程序各模塊之間的耦合度，提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，可維護(hù)性。開(kāi)發(fā)系統(tǒng)時(shí)，主體構(gòu)架使用接口來(lái)構(gòu)成系統(tǒng)的骨架，這樣就可以通過(guò)更換接口的實(shí)現(xiàn)類來(lái)更換系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。這就是面向接口編程的思想?！緦?shí)例2-20】有一打印中心，既有黑白打印機(jī)，也有彩色打印機(jī)，在打印時(shí)，使用不同的打印機(jī)，打印也就不同。采用面向接口編程的思想編程。1. 抽象出Java接口分析：黑白、彩色打印機(jī)都存在一個(gè)共同的方法特征：print；黑白、彩色打印機(jī)對(duì)print方法有各自不同的實(shí)現(xiàn)。模擬USB接口程序設(shè)計(jì)結(jié)論：抽象出Java接口PrinterFace，在其中定義方法print。具體實(shí)現(xiàn)：public interface Printer

10、Face /打印機(jī)接口public void print(String content);public interface Printer /打印社的打印接口public String detail();2. 實(shí)現(xiàn)Java接口分析：已經(jīng)抽象出Java接口PrinterFace，并在其中定義了print方法黑白、彩色打印機(jī)對(duì)print方法有各自不同的實(shí)現(xiàn)。結(jié)論：黑白、彩色打印機(jī)都實(shí)現(xiàn)PrinterFace接口，各自實(shí)現(xiàn)print方法。具體實(shí)現(xiàn)：public class BlackPrinter implements PrinterFace public void print(String con

11、tent) 模擬USB接口程序設(shè)計(jì) System.out.println("黑白打印："); System.out.println(content); public class ColorPrinter implements PrinterFace public void print(String content) System.out.println("彩色打?。?quot;); System.out.println(content);3. 使用Java接口分析：主體構(gòu)架使用接口, 讓接口構(gòu)成系統(tǒng)的骨架。結(jié)論：更換實(shí)現(xiàn)接口的類就可以更換系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。具體實(shí)現(xiàn)：pu

12、blic class PrinterCentre implements Printer private PrinterFace printerface; /打印機(jī)接口模擬USB接口程序設(shè)計(jì) public void setPrinter(PrinterFace pf) this. printerface = pf; public String detail() return "這里是打印中心" public void printph(Printer pf) printerface.print(pf.detail(); / printerface接口打印Printer接口信息

13、public class Main public static void main(String args) PrinterCentre pc=new PrinterCentre();/創(chuàng)建打印中心pc.setPrinter(new BlackPrinter();/配備黑色打印機(jī)pc.printph(pc);/打印pc.setPrinter(new ColorPrinter();/配備彩色打印機(jī)pc.printph(pc);/打印程序運(yùn)行結(jié)果如下：黑白打?。哼@里是打印中心彩色打印：這里是打印中心8.4接口中常量的使用常量是一種標(biāo)識(shí)符，它的值在運(yùn)行期間恒定不變。常量標(biāo)識(shí)符在程序中只能被引用，而不

14、能被重新賦值。在Java 接口中聲明的變量在編譯時(shí)會(huì)自動(dòng)加上static final的修飾符，即聲明為常量，因而Java接口通常是存放常量的最佳地點(diǎn)。下面通過(guò)代碼來(lái)演示接口里的常量?！緦?shí)例2-21】接口中的常量程序設(shè)計(jì)模擬USB接口程序設(shè)計(jì)interface Cons / 定義接口 final String name = "this is my name"class Const implements Cons public class TestInterfaceConst public static void main(String s) Const cons = new

15、Const();String name = C;System.out.println(name);String n = ;System.out.println(n);程序運(yùn)行結(jié)果如下：this is my namethis is my name從上面實(shí)例中可以看出，接口內(nèi)定義的所有屬性都是public static的。方法都是public abstract的。任務(wù)實(shí)施1實(shí)施思路USB接口可以使用U盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)，完成插入、啟動(dòng)、停止的功能。當(dāng)U盤(pán)或移動(dòng)硬盤(pán)插入U(xiǎn)SB接口時(shí)，它們的表現(xiàn)是不一樣的。作為USB接口的接口，有兩個(gè)抽象方法，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)具體的功能。這些功能

16、留在U盤(pán)或移動(dòng)硬盤(pán)實(shí)現(xiàn)類中去完成。u 打開(kāi)Eclipse，定義一個(gè)USB接口得到接口的框架；u 在接口中進(jìn)行抽象方法聲明u 編寫(xiě)測(cè)試類進(jìn)行測(cè)試。2程序代碼public interface USBInterface /這是Java接口，相當(dāng)于主板上的USB接口的規(guī)范模擬USB接口程序設(shè)計(jì)public void start(); public void Conn();public void stop();public class MouseInterface implements USBInterfacepublic void start()/實(shí)現(xiàn)接口的抽象方法 System.out.printl

17、n("鼠標(biāo)插入，開(kāi)始使用");public void Conn()System.out.println("鼠標(biāo)已插入，使用中");public void stop()/實(shí)現(xiàn)接口的抽象方法，移動(dòng)硬盤(pán)有自己的功能System.out.println("鼠標(biāo)退出工作");public class MovingDisk implements USBInterfacepublic void start()/實(shí)現(xiàn)接口的抽象方法，移動(dòng)硬盤(pán)有自己的功能System.out.println("移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備插入，開(kāi)始使用");publ

18、ic void Conn()System.out.println("移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備已插入，使用中");public void stop()/實(shí)現(xiàn)接口的抽象方法，移動(dòng)硬盤(pán)有自己的功能System.out.println("移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備退出工作");public class Keyboard implements USBInterfacepublic void start()/實(shí)現(xiàn)接口的抽象方法，移動(dòng)硬盤(pán)有自己的功能System.out.println("鍵盤(pán)插入，開(kāi)始使用");public void Conn()System.out.pr

19、intln("鍵盤(pán)已插入，使用中");public void stop()/實(shí)現(xiàn)接口的抽象方法，移動(dòng)硬盤(pán)有自己的功能System.out.println("鍵盤(pán)退出工作");public class TestUsbInterface public static void main(String args) USBInterface usb1 = new MovingDisk();/將移動(dòng)硬盤(pán)插入U(xiǎn)SB接口1USBInterface usb2 = new MouseInterface();/將鼠標(biāo)插入U(xiǎn)SB接口2USBInterface usb3 = new Keyboard();/將鍵