JAVA接口学习笔记

一, 接口基础知识
1, java语言不支持一个类有多个直接的父类(多继承),但可以实现（implements）多个接口,间接的实现了多继承.
2, 与接口相关的设计模式:
1, 定制服务模式
   设计精粒度的接口,每个接口代表相关的一组服务,通过继承来创建复合接口
2, 适配器模式
   当每个系统之间接口不匹配时,用适配器来转换接口
3, 默认适配器模式
   为接口提供简单的默认实现
4, 代理模式
   为接口的实现类创建代理类,使用者通过代理来获得实现类的服务
5, 标识类型模式
   用接口来标识一种没有任何行为的抽象类型
6, 常量接口模式
   在接口中定义静态常量,在其它类中通过import static语句引入这些常量
3, 接口的特征归纳：
1, 接口中的成员变量默认都是public,static,final类型的(都可省略),必须被显示初始化,即接口中的成员变量为常量(大写,单词之间用"_"分隔)
2, 接口中的方法默认都是public,abstract类型的(都可省略),没有方法体,不能被实例化
   public interface A
   {
    int CONST = 1; //合法,CONST默认为public,static,final类型
    void method(); //合法,method()默认为public,abstract类型
    public abstract void method2(); //method2()显示声明为public,abstract类型
   }
3, 接口中只能包含public,static,final类型的成员变量和public,abstract类型的成员方法
   public interface A
   {
    int var; //错,var是常量,必须显示初始化
    void method(){...};   //错,接口中只能包含抽象方法
    protected void method2(); //错,接口中的方法必须是public类型
    static void method3(){...};   //错,接口中不能包含静态方法
   }
4, 接口中没有构造方法,不能被实例化
   public interface A
   {
    public A(){...}; //错,接口中不能包含构造方法
    void method();
   }
5, 一个接口不能实现(implements)另一个接口,但它可以继承多个其它的接口
   public interface A
   {
    void methodA();
   }
   public interface B
   {
    void methodB();
   }
   public interface C extends A, B   //C称为复合接口
   {
    void methodC();
   }
   public interface C implements A{...}   //错
6, 接口必须通过类来实现它的抽象方法
   public class A implements B{...}
7, 当类实现了某个接口时,它必须实现接口中的所有抽象方法,否则这个类必须声明为抽象的
8, 不允许创建接口的实例(实例化),但允许定义接口类型的引用变量,该引用变量引用实现了这个接口的类的实例
   public class B implements A{}
   A a = new B(); //引用变量a被定义为A接口类型,引用了B实例
   A a = new A(); //错误,接口不允许实例化
9, 一个类只能继承一个直接的父类,但可以实现多个接口,间接的实现了多继承.
   public class A extends B implements C, D{...} //B为class,C,D为interface
4, 通过接口,可以方便地对已经存在的系统进行自下而上的抽象,对于任意两个类,不管它们是否属于同一个父类,只有它
们存在相同的功能,就能从中抽象出一个接口类型.对于已经存在的继承树,可以方便的从类中抽象出新的接口,但从类
中抽象出新的抽象类却不那么容易,因此接口更有利于软件系统的维护与重构.对于两个系统,通过接口交互比通过抽象
类交互能获得更好的松耦合.
5, 接口是构建松耦合软件系统的重要法宝,由于接口用于描述系统对外提供的所有服务,因此接口中的成员变量和方法都
必须是public类型的,确保外部使用者能访问它们,接口仅仅描述系统能做什么,但不指明如何去做,所有接口中的方法
都是抽象方法,接口不涉及和任何具体实例相关的细节,因此接口没有构造方法,不能被实例化,没有实例变量.
二, 比较抽象类与接口
1, 抽象类与接口都位于继承树的上层
相同点
1, 代表系统的抽象层,当一个系统使用一颗继承树上的类时,应该尽量把引用变量声明为继承树的上层抽象类型,
   这样可以提高两个系统之间的送耦合
2, 都不能被实例化
3, 都包含抽象方法,这些抽象方法用于描述系统能提供哪些服务,但不提供具体的实现
不同点:
1, 在抽象类中可以为部分方法提供默认的实现,从而避免在子类中重复实现它们,这是抽象类的优势,但这一优势
   限制了多继承,而接口中只能包含抽象方法.
   由于在抽象类中允许加入具体方法,因此扩展抽象类的功能,即向抽象类中添加具体方法,不会对它的子类造
   成影响,而对于接口,一旦接口被公布,就必须非常稳定,因为随意在接口中添加抽象方法,会影响到所有的实
   现类,这些实现类要么实现新增的抽象方法,要么声明为抽象类
2, 一个类只能继承一个直接的父类,这个父类可能是抽象类,但一个类可以实现多个接口,这是接口的优势,但这
   一优势是以不允许为任何方法提供实现作为代价的
三, 为什么Java语言不允许多重继承呢?
当子类覆盖父类的实例方法或隐藏父类的成员变量及静态方法时,Java虚拟机采用不同的绑定规则,假如还允许
一个类有多个直接的父类,那么会使绑定规则更加复杂,因此,为了简化系统结构设计和动态绑定机制,Java语言
禁止多重继承.
而接口中只有抽象方法,没有实例变量和静态方法,只有接口的实现类才会实现接口的抽象方法(接口中的抽象方
法是通过类来实现的),因此,一个类即使有多个接口,也不会增加Java虚拟机进行动态绑定的复杂度.因为Java虚
拟机永远不会把方法与接口绑定,而只会把方法与它的实现类绑定.
四, 使用接口和抽象类的总体原则:
1, 用接口作为系统与外界交互的窗口
   站在外界使用者(另一个系统)的角度,接口向使用者承诺系统能提供哪些服务,站在系统本身的角度,接口制定
   系统必须实现哪些服务,接口是系统中最高层次的抽象类型.通过接口交互可以提高两个系统之间的送耦合
   系统A通过系统B进行交互,是指系统A访问系统B时,
   把引用变量声明为系统B中的接口类型,该引用变量引用系统B中接口的实现类的实例.
   public interface B
   {
   }
   public class C implements B
   {
   }
   public class A
   {
   }
   B a = new C();
2, 接口本身必须非常稳定,接口一旦制定,就不允许随遇更加,否则对外面使用者及系统本身造成影响
3, 用抽象类来定制系统中的扩展点
   抽象类来完成部分实现,还要一些功能通过它的子类来实现
                   2008/1/9

一, Java多态机制中的绑定规则深入剖析
class Base
{
   String var = "BaseVar";   //实例变量
   static String staticVar = "StaticBaseVar";   //静态变量
   void method()   //实例方法
   {
    System.out.println("Base method");
   }
   static void staticMethod()   //静态方法
   {
    System.out.println("Static Base method");
   }
}
public class Sub extends Base
{
   String var = "SubVar";   //实例变量
   static String staticVar = "StaticSubVar";   //静态变量

   void method()   //隐藏父类的method()方法
   {
    System.out.println("Sub method");
   }
   static void staticMethod()   //隐藏父类的staticMethod()方法
   {
    System.out.println("Static Sub method");
   }
   String subVar = "Var only belonging to Sub";
   void subMethod()
   {
    System.out.println("method only belonging to Sub");
   }
   public static void main(String args[])
   {
    //引用变量who被声明为Base类型,引用Sub类的实例
    Base who = new Sub();  

    //成员变量(静态变量,实例变量)与引用变量所声明的类型(Base类型)的成员变量绑定
    System.out.println("who.var = "+who.var);   //所以,打印Base类的var变量
    System.out.println("who.staticVar = "+who.staticVar); //所以,打印Base类的staticVar变量
    //实例方法与引用变量实际引用的对象(Sub对象)的方法绑定
    who.method();   //所以,打印Sub实例的method()方法
    //静态方法与引用变量所声明的类型(Base类型)的方法绑定
    who.staticMethod();   //所以,打印Base类的staticMethod()方法
   }
}

【分析过程】
1, 对于一个引用类型的变量,Java编译器按照它声明的类型来处理.
   例如在以下代码中,编译器认为who是Base类型的引用变量,不存在subVar成员变量喝subMethod()方法,编译报错
   Base who = new Sub(); //引用变量who被声明为Base类型,引用Sub类的实例
   who.subVar = "123";   //编译错,在Base类中没有subVar属性
   who.subMethod();   //编译错,在Base类中没有submethod()方法
   如果要访问Sub类的成员,必须通过强制类型转换:
   Base who = new Sub();
   //把Base引用类型的who成员变量强制转换为Sub引用类型
   //把引用变量转换为子类的类型称为向下转型,把引用变量转换为父类的类型称为向上转型
   ((Sub)who).subVar = "123";
   ((Sub)who).subMethod();
   Java编译器允许在具有直接或间接继承关系的类之间进行类型转换,对于向上转型,Java编译器会自动进行,对于
   向下转型,需要进行强制类型转换
   如果两种类型之间没有继续关系,即不在继承树的同一个继承分支上,那么Java编译器不允许进行类型转换
2, 对于一个引用类型的变量,运行时Java虚拟机按照它实际引用的对象来处理
   例如以下代码虽编译可通过,但运行时会抛出ClassCastException运行时异常
   Base who = new Base();   //who引用Base类的实例
   Sub s = (Sub)who;   //运行时会抛出ClassCastException
   在运行时,子类的对象可以转换为父类类型,而父类的对象实际上无法转换为子类类型
3, 在运行时环境中,通过引用类型变量来访问所引用对象的方法和属性时,Java虚拟机采用以下绑定规则:
   1, 实例方法与引用变量实际引用的对象的方法绑定,这种绑定属于动态绑定,因为是在运行时由Java虚拟机
    动态决定的
   2, 静态方法与引用变量所声明的类型的方法绑定,这种绑定属于静态绑定,因为实际上是在编译阶段就已经
    绑定
   3, 成员变量(静态变量,实例变量)与引用变量所声明的类型的成员变量绑定,这种绑定属于静态绑定,因为
    实际上是在编译阶段就已经绑定
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