Что такое интерфейс в java
Перейти к содержимому

Что такое интерфейс в java

  • автор:

Интерфейс

Интерфейс это конструкция языка Java, в рамках которой принято описывать абстрактные публичные ( abstract public ) методы и статические константы ( final static ).

С помощью интерфейса можно указать, что именно должен выполнять класс его реализующий, но не как это делать. Способ реализации выбирает сам класс. Интерфейсы не способны сохранять данные состояния. Интерфейсы — это один из механизмов реализации принципа полиморфизма «один интерфейс, несколько методов».

Рассмотрим следующую картинку. У нас есть контракт (интерфейс), в котором описано какие действия должна выполнять мышка. Это например, клик по правой клавише и клик по левой. Разные производители мышки (классы), реализующие данный контракт (интерфейс), обязаны спроектировать мышки, у которых будут эти действия. Но как выглядят мышки, какие дополнительные опции будут иметь — все это решает сам производитель.

Что такое интерфейс фото

Интерфейсы, как и классы могут быть объявлены с уровнем доступа public или default .

Переменные интерфейса являются public static final по умолчанию и эти модификаторы необязательны при их объявлении. Например, в следующем примере объявлены переменные RIGHT , LEFT , UP , DOWN без каких-либо модификаторов. Но они будут public static final .

Все методы интерфейса являются public abstract и эти модификаторы тоже необязательны. Объявляемые методы не содержат тел, их объявления завершаются точкой с запятой:

public interface Moveable

Чтобы указать, что данный класс реализует интерфейс, в строке объявления класса указываем ключевое слово implements и имя интерфейса. Класс реализующий интерфейс должен содержать полный набор методов, определенных в этом интерфейсе. Но в каждом классе могут быть определены и свои методы. Например, следующий класс Transport реализует интерфейс Moveable . В нем реализованы методы moveRight() и moveLeft() интерфейса Moveable , и добавлены свои методы stop() , start():

public class Transport implements Moveable < public void moveRight() < System.out.println("Транспорт поворачивает вправо."); >public void moveLeft() < System.out.println("Транспорт поворачивает влево."); >public void stop() < System.out.println("Транспорт останавливается."); >public void start() < System.out.println("Транспорт стартует."); >>

Один интерфейс может быть реализован любым количеством классов. Например, в следующей схеме добавлены еще два класса Robot и Device , которые тоже реализуют интерфейс Moveable .

Один интерфейс может быть реализован любым количеством классов фото

Класс Robot из вышеуказанной схемы:

public class Robot implements Moveable < public void moveRight() < System.out.println("Робот поворачивает вправо."); >public void moveLeft() < System.out.println("Робот поворачивает влево."); >>

Если класс реализует интерфейс, но не полностью реализует определенные в нем методы, он должен быть объявлен как abstract .

Например, класс Device реализует только один метод интерфейса Moveable , поэтому он абстрактный:

public abstract class Device implements Moveable < public void moveRight() < System.out.println("Девайс поворачивает вправо."); >>

Тип интерфейса можно указывать при объявлении переменных, содержащих ссылки на объекты, классы которых реализуют этот интерфейс. Например, в следующем примере переменная moveable имеет тип Moveable , и указывает она на объект Transport . Но на основе интерфейсов нельзя порождать объекты. Например, в строке Moveable moveable1 = new Moveable() будет ошибка компиляции. При использовании переменной типа интерфейс, доступны только те члены класса, которые определены в этом интерфейсе. Например, нельзя вызвать метод start() , используя переменную moveable . А для переменной transport можно:

public class TransportDemo < public static void main(String[] args) < Moveable moveable = new Transport(); Transport transport = new Transport(); Moveable robot = new Robot(); //Moveable moveable1 = new Moveable(); // moveable.start(); moveable.moveRight(); moveable.moveLeft(); System.out.println(); transport.start(); transport.moveRight(); transport.moveLeft(); transport.stop(); System.out.println(); robot.moveLeft(); robot.moveRight(); >>

Один класс может реализовать любое количество интерфейсов. На следующей схеме показан класс Pickup , который реализует два интерфейса CargoAuto и PassengersAuto :

Один класс может реализовать любое количество интерфейсов фото

public interface CargoAuto
public interface PassengersAuto

Для указания того, что класс реализует несколько интерфейсов, после ключевого слова implements через запятую перечисляются нужные интерфейсы. Класс Pickup должен определить все методы реализуемых интерфейсов:

public class Pickup implements CargoAuto, PassengersAuto < public void transportCargo() < System.out.println("Везу груз"); >public void transportPassengers() < System.out.println("Везу пассажиров"); >>

2. Внутренние интерфейсы

Интерфейсы объявленные в классах или в других интерфейсах называются внутренние или вложенные. Например, интерфейс NestedIf определен внутри класса A:

public class A < public interface NestedIf < boolean isNotNegative(int x); >>

При обращении к интерфейсу NestedIf требуется указывать имя его внешнего класса A.NestedIf :

public class B implements A.NestedIf < public boolean isNotNegative(int x) < return x >= 0; > >
public class NestedIfDemo < public static void main(String[] args) < A.NestedIf nif = new B(); if (nif.isNotNegative(10)) < System.out.println("Число 10 не отрицательное."); >if (nif.isNotNegative(-12)) < System.out.println("Этo не будет выведено."); >> >

3. Расширение интерфейсов

Интерфейс может наследоваться от другого интерфейса через ключевое слово extends . Один интерфейс, в отличие от классов, может расширять несколько интерфейсов.

Например, интерфейс Football расширяет интерфейсы TVProgram и Sport . Класс FootballImpl , реализующий интерфейс Football , должен переопределить методы всех трех интерфейсов Football , TVProgram и Sport :

Расширение интерфейсов фото

public interface Sport
public interface Hockey extends Sport
public interface TVProgram
public interface Football extends Sport, TVProgram
public class FootballImpl implements Football < @Override public void setHomeTeam(String name) < System.out.println("Setting Home Team"); >@Override public void switchToChannel() < System.out.println("Switching to channel"); >@Override public void homeTeamScored(int points) < System.out.println("Scored"); >@Override public void setVisitingTeam(String name) < System.out.println("Setting visiting team"); >@Override public void visitingTeamScored(int points) < System.out.println("Visiting Team Scored"); >@Override public void endOfQuarter(int quarter) < System.out.println("End of quarter"); >>

4. Интерфейсы маркеры

Интерфейсы маркеры — это интерфейсы, у которых не определены ни методы, ни переменные. Реализация этих интерфейсов придает классу определенные свойства. Например, интерфейсы Cloneable и Serializable , отвечающие за клонирование и сохранение объекта в информационном потоке, являются интерфейсами маркерами. Если класс реализует интерфейс Cloneable , это говорит о том, что объекты этого класса могут быть клонированы.

5. Методы по умолчанию в интерфейсах

В JDK 8 в интерфейсы ввели методы по умолчанию — это методы, у которых есть реализация. Другое их название — методы расширения. Классы, реализующие интерфейсы, не обязаны переопределять такие методы, но могут если это необходимо. Методы по умолчанию определяются с ключевым словом default .

Интерфейс SomeInterface объявляет метод по умолчанию defaultMethod() с базовой реализацией:

public interface SomeInterface < default String defaultMethod() < return "Объект типа String по умолчанию"; >>

Класс SomeInterfaceImpl1 , реализующий этот интерфейс, не переопределяет метод defaultMethod() так можно.

public class SomeInterfaceImpl1 implements SomeInterface

А если класс SomeInterfaceImpl2 не устраивает реализация по умолчанию, он переопределяет этот метод:

public class SomeInterfaceImpl2 implements SomeInterface < @Override public String defaultMethod() < return "Другая символьная строка"; >>

Создаем два объекта классов SomeInterfaceImpl1 и SomeInterfaceImpl2 , и вызываем для каждого метод defaultMethod() . Для объекта класса SomeInterfaceImpl1 вызовется метод, реализованный в интерфейсе, а для объекта класса SomeInterfaceImpl2 его собственная реализация:

public class DefaultMethodDemo < public static void main(String[] args) < SomeInterface obj1 = new SomeInterfaceImpl1(); SomeInterface obj2 = new SomeInterfaceImpl2(); System.out.println(obj1.defaultMethod()); System.out.println(obj2.defaultMethod()); >>
Объект типа String по умолчанию Другая символьная строка

6. Статические методы интерфейса

В версии JDK 8, в интерфейсы добавлена еще одна возможность — определять в нем статические методы. Статические методы интерфейса, как и класса, можно вызывать независимо от любого объекта. Для вызова статического метода достаточно указать имя интерфейса и через точку имя самого метода.

public interface MyIf < int getNumber(); static int staticMethod() < return 0; >>
public class StaticMethodDemo < public static void main(String[] args) < MyIf obj1 = new MyIfImp(); System.out.println(obj1.getNumber()); System.out.println(MyIf.staticMethod()); >>

Что такое интерфейс в java

Механизм наследования очень удобен, но он имеет свои ограничения. В частности мы можем наследовать только от одного класса, в отличие, например, от языка С++, где имеется множественное наследование.

В языке Java подобную проблему частично позволяют решить интерфейсы. Интерфейсы определяют некоторый функционал, не имеющий конкретной реализации, который затем реализуют классы, применяющие эти интерфейсы. И один класс может применить множество интерфейсов.

Чтобы определить интерфейс, используется ключевое слово interface . Например:

interface Printable

Данный интерфейс называется Printable. Интерфейс может определять константы и методы, которые могут иметь, а могут и не иметь реализации. Методы без реализации похожи на абстрактные методы абстрактных классов. Так, в данном случае объявлен один метод, который не имеет реализации.

Все методы интерфейса не имеют модификаторов доступа, но фактически по умолчанию доступ public , так как цель интерфейса — определение функционала для реализации его классом. Поэтому весь функционал должен быть открыт для реализации.

Чтобы класс применил интерфейс, надо использовать ключевое слово implements :

public class Program < public static void main(String[] args) < Book b1 = new Book("Java. Complete Referense.", "H. Shildt"); b1.print(); >> interface Printable < void print(); >class Book implements Printable < String name; String author; Book(String name, String author)< this.name = name; this.author = author; >public void print() < System.out.printf("%s (%s) \n", name, author); >>

В данном случае класс Book реализует интерфейс Printable. При этом надо учитывать, что если класс применяет интерфейс, то он должен реализовать все методы интерфейса, как в случае выше реализован метод print . Потом в методе main мы можем создать объект класса Book и вызвать его метод print. Если класс не реализует какие-то методы интерфейса, то такой класс должен быть определен как абстрактный, а его неабстрактные классы-наследники затем должны будут реализовать эти методы.

В тоже время мы не можем напрямую создавать объекты интерфейсов, поэтому следующий код не будет работать:

Printable pr = new Printable(); pr.print();

Одним из преимуществ использования интерфейсов является то, что они позволяют добавить в приложение гибкости. Например, в дополнение к классу Book определим еще один класс, который будет реализовывать интерфейс Printable:

class Journal implements Printable < private String name; String getName()< return name; >Journal(String name) < this.name = name; >public void print() < System.out.println(name); >>

Класс Book и класс Journal связаны тем, что они реализуют интерфейс Printable. Поэтому мы динамически в программе можем создавать объекты Printable как экземпляры обоих классов:

public class Program < public static void main(String[] args) < Printable printable = new Book("Java. Complete Reference", "H. Shildt"); printable.print(); // Java. Complete Reference (H. Shildt) printable = new Journal("Foreign Policy"); printable.print(); // Foreign Policy >> interface Printable < void print(); >class Book implements Printable < String name; String author; Book(String name, String author)< this.name = name; this.author = author; >public void print() < System.out.printf("%s (%s) \n", name, author); >> class Journal implements Printable < private String name; String getName()< return name; >Journal(String name) < this.name = name; >public void print() < System.out.println(name); >>

Интерфейсы в преобразованиях типов

Все сказанное в отношении преобразования типов характерно и для интерфейсов. Например, так как класс Journal реализует интерфейс Printable, то переменная типа Printable может хранить ссылку на объект типа Journal:

Printable p =new Journal("Foreign Affairs"); p.print(); // Интерфейс не имеет метода getName, необходимо явное приведение String name = ((Journal)p).getName(); System.out.println(name);

И если мы хотим обратиться к методам класса Journal, которые определены не в интерфейсе Printable, а в самом классе Journal, то нам надо явным образом выполнить преобразование типов: ((Journal)p).getName();

Методы по умолчанию

Ранее до JDK 8 при реализации интерфейса мы должны были обязательно реализовать все его методы в классе. А сам интерфейс мог содержать только определения методов без конкретной реализации. В JDK 8 была добавлена такая функциональность как методы по умолчанию . И теперь интерфейсы кроме определения методов могут иметь их реализацию по умолчанию, которая используется, если класс, реализующий данный интерфейс, не реализует метод. Например, создадим метод по умолчанию в интерфейсе Printable:

interface Printable < default void print()< System.out.println("Undefined printable"); >>

Метод по умолчанию — это обычный метод без модификаторов, который помечается ключевым словом default . Затем в классе Journal нам необязательно этот метод реализовать, хотя мы можем его и переопределить:

class Journal implements Printable < private String name; String getName()< return name; >Journal(String name) < this.name = name; >>

Статические методы

Начиная с JDK 8 в интерфейсах доступны статические методы — они аналогичны методам класса:

interface Printable < void print(); static void read()< System.out.println("Read printable"); >>

Чтобы обратиться к статическому методу интерфейса также, как и в случае с классами, пишут название интерфейса и метод:

public static void main(String[] args)

Приватные методы

По умолчанию все методы в интерфейсе фактически имеют модификатор public. Однако начиная с Java 9 мы также можем определять в интерфейсе методы с модификатором private . Они могут быть статическими и нестатическими, но они не могут иметь реализации по умолчанию.

Подобные методы могут использоваться только внутри самого интерфейса, в котором они определены. То есть к примеру нам надо выполнять в интерфейсе некоторые повторяющиеся действия, и в этом случае такие действия можно выделить в приватные методы:

public class Program < public static void main(String[] args) < Calculatable c = new Calculation(); System.out.println(c.sum(1, 2)); System.out.println(c.sum(1, 2, 4)); >> class Calculation implements Calculatable < >interface Calculatable < default int sum(int a, int b)< return sumAll(a, b); >default int sum(int a, int b, int c) < return sumAll(a, b, c); >private int sumAll(int. values) < int result = 0; for(int n : values)< result += n; >return result; > >

Константы в интерфейсах

Кроме методов в интерфейсах могут быть определены статические константы:

interface Stateable

Хотя такие константы также не имеют модификаторов, но по умолчанию они имеют модификатор доступа public static final , и поэтому их значение доступно из любого места программы.

public class Program < public static void main(String[] args) < WaterPipe pipe = new WaterPipe(); pipe.printState(1); >> class WaterPipe implements Stateable < public void printState(int n)< if(n==OPEN) System.out.println("Water is opened"); else if(n==CLOSED) System.out.println("Water is closed"); else System.out.println("State is invalid"); >> interface Stateable

Множественная реализация интерфейсов

Если нам надо применить в классе несколько интерфейсов, то они все перечисляются через запятую после слова implements:

interface Printable < // методы интерфейса >interface Searchable < // методы интерфейса >class Book implements Printable, Searchable < // реализация класса >

Наследование интерфейсов

Интерфейсы, как и классы, могут наследоваться:

interface BookPrintable extends Printable

При применении этого интерфейса класс Book должен будет реализовать как методы интерфейса BookPrintable, так и методы базового интерфейса Printable.

Вложенные интерфейсы

Как и классы, интерфейсы могут быть вложенными, то есть могут быть определены в классах или других интерфейсах. Например:

class Printer < interface Printable < void print(); >>

При применении такого интерфейса нам надо указывать его полное имя вместе с именем класса:

public class Journal implements Printer.Printable < String name; Journal(String name)< this.name = name; >public void print() < System.out.println(name); >>

Использование интерфейса будет аналогично предыдущим случаям:

Printer.Printable p =new Journal("Foreign Affairs"); p.print();

Интерфейсы как параметры и результаты методов

И также как и в случае с классами, интерфейсы могут использоваться в качестве типа параметров метода или в качестве возвращаемого типа:

public class Program < public static void main(String[] args) < Printable printable = createPrintable("Foreign Affairs",false); printable.print(); read(new Book("Java for impatients", "Cay Horstmann")); read(new Journal("Java Dayly News")); >static void read(Printable p) < p.print(); >static Printable createPrintable(String name, boolean option) < if(option) return new Book(name, "Undefined"); else return new Journal(name); >> interface Printable < void print(); >class Book implements Printable < String name; String author; Book(String name, String author)< this.name = name; this.author = author; >public void print() < System.out.printf("%s (%s) \n", name, author); >> class Journal implements Printable < private String name; String getName()< return name; >Journal(String name) < this.name = name; >public void print() < System.out.println(name); >>

Метод read() в качестве параметра принимает объект интерфейса Printable, поэтому в этот метод мы можем передать как объект Book, так и объект Journal.

Метод createPrintable() возвращает объект Printable, поэтому также мы можем возвратить как объект Book, так и Journal.

Foreign Affairs Java for impatients (Cay Horstmann) Java Dayly News

#19 – Интерфейсы в Джава

#19 – Интерфейсы в Джава

Интерфейсы очень схожи с абстрактными классами. Между ними есть всего несколько отличий. За урок мы научимся использовать интерфейсы на практике в Джава, а также узнаем где и зачем их можно использовать.

Видеоурок

Во многих языках программирования реализована возможность множественного наследования, когда один класс имеет несколько классов родителей. В языке Java такой функциональности нет и чтобы решить эту проблему можно использовать интерфейсы.

Что такое интерфейс?

Интерфейсы очень схожи с абстрактными классами и предоставляют лишь методы без реализации.

В интерфейсах можно записать методы, что должны реализовываться во всех классах, использующих интерфейс. Это удобно, ведь за счёт такого функционала мы можем быть уверены в классах и будем знать что они реализовывают все те функции, что мы предусмотрели заранее.

Как создать интерфейс?

Для создания интерфейса используется ключевое слово Interface :

public interface SomeOne

В интерфейсе можно не прописывать модификаторы доступа и по-умолчанию будет проставлен модификатор public.

Для реализации функционала в интерфейсе необходимо создать класс и указать что он является классом, реализующим определенный интерфейс. Для этого после названия класса пропишите слово implements :

class Person implements SomeOne < // Указали реализацию String name; float happiness; int age; Person(String name, float happiness, int age) < this.name = name; this.happiness = happiness; this.age = age; >// Обязательно должны реализовать все методы из интерфейса // Для реализации прописываем слово @Override @Override public void Change (String val) < // Функционал может быть любым, но должен соответсовать описанному методу // К примеру, данная функция ничего не должна возвращать, так как тип данных у неё void this.name = val; System.out.print("Теперь человека зовут - " + val); >>

Для реализации нескольких интерфейсов их можно прописать через запятую в классе после слова implements .

Интерфейсы — Java: Введение в ООП

Классы в Java — основы основ, но их описание будет неполным без интерфейсов, с которыми они тесно связаны. Интерфейсы — более простая конструкция, но, как и в случае с классами, полное понимание интерфейсов требует опыта работы с ними. Зачем они нужны? Интерфейсы позволяют задавать требования к классам, то есть какие методы требуются от класса. Предположим, что мы хотим работать в приложении с генератором паролей. Генератор в нашем случае это обычный класс, с методом generate() , возвращающим пароль.

var generator = new SimplePasswordGenerator(); generator.generate(); // Возвращает готовый пароль generator.generate(); // Уже другой пароль 

Теперь с помощью интерфейса опишем требования к классу генератора. Задача интерфейса — определить функционал, который затем будет реализован классами. Поэтому интерфейс содержит только сигнатуру методов без их реализации.

Создадим интерфейс PasswordGenerator и опишем в нем два метода generate() . Один метод будет без параметров, другой — с возможностью настройки длины пароля:

interface PasswordGenerator  String generate(); String generate(int length); > 

Теперь интерфейс нужно реализовать. Делается это в определении класса:

// Ключевое слово implements означает, что класс реализует интерфейс PasswordGenerator class SimplePasswordGenerator implements PasswordGenerator  public String generate()  // Обращаемся к методу объекта // 16 – выбранное значение по умолчанию return this.generate(16); > public String generate(int length)  // Тут логика генерации простого пароля > > 

Интерфейсы не ограничивают класс в его расширении. Помимо интерфейсных методов, мы можем добавить и любые другие.

Но все таки одно ограничение есть. Если класс применяет интерфейс, то он должен реализовывать все методы, указанные в интерфейсе, причем именно так, как они описаны.

В чем же суть интерфейсов? Если коротко: полиморфизм, а если точнее — полиморфизм подтипов ( subtyping ). Прямо сейчас он нам не очень нужен, но для общего развития попробуем ухватить его идею.

Осторожно, дальнейший текст может напугать. Если он кажется вам сложным, просто пропустите, все это мы будем повторять еще не раз.

Код, который будет использовать passwordGenerator может выглядеть так:

class UserController  // Здесь создаются пользователи // Этот код вызывается где-то внутри приложения при регистрации пользователя public void create()  // Создаем пользователя // И где-то тут же генерируем ему пароль var generator = new SimplePasswordGenerator(); var password = generator.generate(); > > 

Неплохой код, но представьте, что класс может меняться без изменения кода, просто в зависимости от того, какие опции выбирает пользователь при генерации пароля. Вполне реальная ситуация. Самый простой способ реализовать такую схему — вставить условие на параметр, который вводит пользователь. В одном случае берем один класс, в другом другой.

var generator; if (userChooseSomething)  generator = new SimplePasswordGenerator(); > else  generator = new SuperPasswordGenerator(); > 

Такой код уже может стать проблемой, если генераторы будут постоянно добавляться. Ситуация ухудшится, когда эта конструкция начнет расползаться по разным частям проекта. Интерфейсы изящно решают такие ситуации.

Сделаем так, чтобы класс SuperPasswordGenerator() тоже реализовывал интерфейс PasswordGenerator :

class SuperPasswordGenerator implements PasswordGenerator  public String generate()  return this.generate(16); > public String generate(int length)  // Тут уже другая логика генерации супер-сложного пароля > > 

Код, который будет использовать PasswordGenerator , меняется на такой:

class UserController  // Интерфейс = Тип // Вместо конкретного класса указываем интерфейс public void create(PasswordGenerator generator)  var password = generator.generate(); > > 

Интерфейсы в Java — это настоящие типы данных, поэтому их можно указывать в определениях методов.

В коде выше видно, что мы требуем передавать в метод create тип PasswordGenerator . Таким типом будет любой объект, класс которого реализует интерфейс PasswordGenerator . Теперь мы можем передать в метод create() любой генератор паролей, который реализует интерфейс PasswordGenerator . В получившемся коде генератор создается не там, где используется. Он создается где-то раньше, а уже в код приходит нужная реализация.

Таким образом мы можем получить разное поведение, не меняя сам код, который использует PasswordGenerator .

Все это уже станет актуальным, как только мы дойдем до Java-коллекций.

Соглашения и правила

К интерфейсам предъявляются такие же требования как и к классам

Открыть доступ

Курсы программирования для новичков и опытных разработчиков. Начните обучение бесплатно

  • 130 курсов, 2000+ часов теории
  • 1000 практических заданий в браузере
  • 360 000 студентов

Наши выпускники работают в компаниях:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *