Java 中的介面

如您所知，Java 中的一切都由物件組成，物件具有狀態（欄位）和行為（由方法定義）。類別的行為可以將其綁定到其他類別。行為可以有不同的特徵，有時將其移到類別之外會更方便，尤其是在與外界互動時。就像電視的遙控器在“盒子”本身之外一樣。遙控器是用戶與電視功能互動的介面。例如，您可以想像一個實作抽象飛機或直升機的類別。這兩類物體（例如大多數鳥類）都可以飛行，而且它們的飛行方式都不同。也許值得將此功能轉移到單獨的實體中，並且所有潛在的“傳單”都將從該實體繼承？如果您已經熟悉抽象類，則可以建立抽象類別 Flyable 並從中「繼承」Copter 和 Plane 類別。但是，如果有多個這樣的屬性怎麼辦？例如，飛機和直升機可以飛行，也可以在地面上行駛。即使我們建立了 Ride 類，我們也不能再將 Copter 和 Plane 指派給它。畢竟，每個Java類別只有一個父類別。使用Java語言中的介面部分解決了這個問題。Java 中的介面定義了一些沒有特定實作的功能，然後由使用這些介面的類別來實作。並且一個類別可以實作多個介面。事實上，透過在 Java 中實作一個接口，我們聲明我們的類別可以做某事，我們報告它的行為。我們已經在類別中進行了行為的具體實現。所以。飛機和直升機的起飛方式不同：飛機需要跑道，直升機通常垂直起飛。這些細節最好在課堂上實施。

Java 中的介面

在Java語言中定義介面需要使用interface關鍵字。例如：

interface Voice {

    void talk();
}

上面的介面稱為Voice。Java 中的介面可以定義常數和方法，它們可能有也可能沒有實作。通常，介面方法沒有實現，就像本例一樣。介面中沒有實作的方法就像是抽象類別的抽象方法。介面方法通常沒有存取修飾符。然而，預設存取實際上是公共的，因為介面的目的是定義類別實現的功能。因此，所有功能都應該開放以供實施。若要實作接口，請在聲明類別時使用Implements關鍵字。此外，如果介麵包含沒有實作的方法，則該方法必須在實作類別中實作。

public class Duck implements Voice {


@Override
public void voice() {
   System.out.println("Quack");
}


    }

介面程式碼範例

讓我們舉一個更完整的例子。每一種（好吧，幾乎每一種）動物都有發出聲音的能力。讓我們為此案例建立一個 Java 介面Voice 。它有一個talk()方法，但沒有實作。

public interface Voice {
   void talk();
}

現在，所有支援Voice介面的類別都必須具有talk()方法的實作。讓我們建立兩個類別 - Cat和Dog並指示它們實作Voice介面。在這種情況下，如果你不在其中實作一個類，程式將無法運行。實作方法非常簡單。當呼叫Cat類物件的talk()方法時，螢幕上會顯示相當於喵叫的文本，對於Dog類，則為吠叫。我們還將為類別添加 getter、setter 和建構子。

public class Cat implements Voice {
   String name;
   String breed;
   int year;

   public Cat(String name, String breed, int year) {
       this.name = name;
       this.breed = breed;
       this.year = year;
   }

   public String getName() {
       return name;
   }

   public void setName(String name) {
       this.name = name;
   }

   public String getBreed() {
       return breed;
   }

   public void setBreed(String breed) {
       this.breed = breed;
   }

   public int getYear() {
       return year;
   }

   public void setYear(int year) {
       this.year = year;
   }

   @Override
   public void talk() {
       System.out.println("meow...");
   }
}

public class Dog implements Voice {
   String name;
   String color;
   int year;

   public Dog(String name, String color, int year) {
       this.name = name;
       this.color = color;
       this.year = year;
   }

   public String getName() {
       return name;
   }

   public void setName(String name) {
       this.name = name;
   }

   public String getColor() {
       return color;
   }

   public void setColor(String color) {
       this.color = color;
   }

   public int getYear() {
       return year;
   }

   public void setYear(int year) {
       this.year = year;
   }

   @Override
   public void talk() {
       System.out.println("WOF WOF");
   }
}

事實上，我們的類別和方法實作非常相似。讓我們建立另一個具有語音支援的類別Parrot。只有talk()方法的工作方式有所不同：使用者將在控制台中輸入一個字串，parrot 將使用 talk ()方法「重複」它。

import java.util.Scanner;

public class Parrot implements Voice {
   String name;
   String color;
   int year;

   public String getName() {
       return name;
   }

   public void setName(String name) {
       this.name = name;
   }

   public String getColor() {
       return color;
   }

   public void setColor(String color) {
       this.color = color;
   }

   public int getYear() {
       return year;
   }

   public void setYear(int year) {
       this.year = year;
   }

   @Override
   public void talk() {
       Scanner scanner = new Scanner(System.in);
       System.out.println("WHat should I repeat after you?...");
       String s =  scanner.nextLine();
       System.out.println(s);
   }
}

現在我們建立一個測試類，看看如果依序 呼叫Cat、Dog和Parrot類別物件的talk()方法，程式會產生什麼結果。

public class InterfaceDemo {
   public static void main(String[] args) {
       Cat cat = new Cat ("Mewie", "Siam" ,2021);
       cat.talk();
       Dog dog = new Dog("Snoopy", "White and black", 2020);
       dog.talk();
       Parrot parrot = new Parrot();
       parrot.talk();
   }
}

輸出如下。綠色文字是使用者在控制台中列印的一個文字。

預設方法

在 JDK 8 版本之前，在用 Java 實作介面時，我們必須在類別中實作其所有方法。同時，Java介面本身可以只包含方法定義，而沒有具體的實作。JDK 8 新增了新功能－預設方法。現在，Java 介面不僅可以有方法定義，還可以有預設實作。如果類別實作介面但未實作方法，則使用它們。例如，我們將Voice介面中的talk()方法變更為預設方法。我們還將編寫一個新的支援語音的Duck類，該類沒有talk方法的實作。

public interface Voice {
   default void talk() {
       System.out.println("I can talk...");
   }
}

public class Duck implements Voice {

   public void moveForward() {
       System.out.println(" Quack, I am moving forward...");
   }

   public void TurnRight(){
       System.out.println("I am turning right...");
   }
   public void TurnLeft(){
       System.out.println("I am turning left...");

   }

   public void Stop() {
       System.out.println("Quack. I am relaxing on the surface of the water...");
   }

   public void fly(){
       System.out.println("I am flying!!!");
   }

}

現在讓我們稍微改變一下我們的測試類別。

public class InterfaceDemo {
   public static void main(String[] args) {
       Cat cat = new Cat ("Mewie", "Siam" ,2021);
       cat.talk();
       Dog dog = new Dog("Snoopy", "White and black", 2020);
       dog.talk();
       Duck duck = new Duck();
       duck.talk();
   }
}

輸出在這裡： 看？在Dog和Cat類別的物件中，呼叫重寫的方法talk() ，但在Duck類別的物件中，呼叫介面中的預設方法。因此，default方法只是一個沒有修飾符的方法，並用default關鍵字標記。我們不必在實作介面的類別中實作預設方法，但我們可以重寫它。

靜態方法

由於 JDK 8 靜態方法在 Java 介面中可用 - 它們類似於類別方法：

interface Voice {

    void talk();

    static void check(){

        System.out.println("checked...");
    }
}

要引用介面的靜態方法，就像類別的情況一樣，寫下介面的名稱和方法：

public static void main(String[] args) {

    Voice.check();
}

介面的多種實現

如果我們需要在Java類別中應用多個接口，那麼它們都在implements後面用逗號列出：

public class Duck implements Swimmable, Flyable, Voice {

    public void moveForward() {
        System.out.println(" Quack, I am moving forward...");
    }

    public void TurnRight(){
        System.out.println("I am turning right...");
    }
    public void TurnLeft(){
        System.out.println("I am turning left...");

    }

    public void Stop() {
        System.out.println("Quack. I am relaxing on the surface of the water...");
    }

    public void fly(){
        System.out.println("I am flying!!!");
    }

}