Java 学习（14）：接口 & 包(设置 CLASSPATH 系统变量)

Java 接口（英文：Interface）

定义：在JAVA编程语言中，接口是一个抽象类型，是抽象方法的集合，接口通常以 interface 来声明。

一个类通过继承接口的方式，从而来继承接口的抽象方法。

接口并不是类，编写接口的方式和类很相似，但是它们属于不同的概念。类描述对象的属性和方法。接口则包含类要实现的方法。

除非实现接口的类是抽象类，否则该类要定义接口中的所有方法。

接口无法被实例化，但是可以被实现：一个实现接口的类，必须实现接口内所描述的所有方法，否则就必须声明为抽象类。另外，在 Java 中，接口类型可用来声明一个变量，他们可以成为一个空指针，或是被绑定在一个以此接口实现的对象。

接口与类相似点：

一个接口可以有多个方法。
接口文件保存在 .java 结尾的文件中，文件名使用接口名。
接口的字节码文件保存在 .class 结尾的文件中。
接口相应的字节码文件必须在与包名称相匹配的目录结构中。

接口与类的区别：

接口不能用于实例化对象。
接口没有构造方法。
接口中所有的方法必须是抽象方法。
接口不能包含成员变量，除了 static 和 final 变量。
接口不是被类继承了，而是要被类实现。
接口支持多重继承。

接口特性

接口是隐式抽象的，当声明一个接口的时候，不必使用abstract关键字。
接口中每一个方法也是隐式抽象的,，声明时同样不需要abstract关键字，接口中的方法会被隐式的指定为 public abstract（只能是 public abstract，其他修饰符都会报错，因此，接口中的方法都是公有的）。
接口中可以含有变量，但是接口中的变量会被隐式的指定为 public static final 变量（并且只能是 public，用 private 修饰会报编译错误。
接口中的方法是不能在接口中实现的，只能由实现接口的类来实现接口中的方法。

抽象类和接口的区别

1. 抽象类中的方法可以有方法体，就是能实现方法的具体功能，但是接口中的方法不行。
2. 抽象类中的成员变量可以是各种类型的，而接口中的成员变量只能是 public static final 类型的。
3. 接口中不能含有静态代码块以及静态方法(用 static 修饰的方法)，而抽象类是可以有静态代码块和静态方法。
4. 一个类只能继承一个抽象类，而一个类却可以实现多个接口。

接口的声明：使用 Interface关键字来声明一个接口，语法：

[可见度] interface 接口名称 [extends 其他的类名] {

        // 声明变量

        // 抽象方法

}

/* 接口声明 示例

 * 文件名 : NameOfInterface.java */

import java.lang.*;  //引入包

public interface NameOfInterface {

   //任何类型 final, static 字段

   //抽象方法

}

/* 接口定义 示例

 * 文件名 : Animal.java */

interface Animal {

   public void eat();

   public void travel();

}

接口的实现：

当类实现接口的时候，类要实现接口中所有的方法。否则，类必须声明为抽象的类。

类使用 implements关键字 实现接口。在类声明中，Implements 关键字放在class 声明后面。

实现一个接口的语法，可以使用该公式：...implements 接口名称[, 其他接口, 其他接口..., ...] ... 实例：

/* 接口实现 MammalInt.java */

public class MammalInt implements Animal{

   public void eat(){

      System.out.println("Mammal eats");

   }

   public void travel(){

      System.out.println("Mammal travels");

   } 

   public int noOfLegs(){

      return ;

   }

   public static void main(String args[]){

      MammalInt m = new MammalInt();

      m.eat();

      m.travel();

   }

}

重写接口中声明的方法时，需要注意以下规则：

类在实现接口的方法时，不能抛出强制性异常，只能在接口中，或者继承接口的抽象类中抛出该强制性异常。
类在重写方法时要保持一致的方法名，并且应该保持相同或者相兼容的返回值类型。
如果实现接口的类是抽象类，那么就没必要实现该接口的方法。

在实现接口的时候，也要注意一些规则：

一个类可以同时实现多个接口。
一个类只能继承一个类，但是能实现多个接口。
一个接口能继承另一个接口，这和类之间的继承较相似。

接口的继承：一个接口能继承另一个接口，和类之间的继承方式比较相似。接口的继承使用 extends关键字，子接口继承父接口的方法。

/*下面的Sports接口被Hockey和Football接口继承:*/

// 文件名: Sports.java

public interface Sports{

   public void setHomeTeam(String name);

   public void setVisitingTeam(String name);

}

// 文件名: Football.java, 实现Football接口的类需要实现五个方法，其中两个来自于Sports接口

public interface Football extends Sports{

   public void homeTeamScored(int points);

   public void visitingTeamScored(int points);

   public void endOfQuarter(int quarter);

}

// 文件名: Hockey.java, Hockey接口自己声明了四个方法，从Sports接口继承了两个方法，这样，实现Hockey接口的类需要实现六个方法

public interface Hockey extends Sports{

   public void homeGoalScored();

   public void visitingGoalScored();

   public void endOfPeriod(int period);

   public void overtimePeriod(int ot);

}

/* Hockey接口自己声明了四个方法，从Sports接口继承了两个方法，这样，实现Hockey接口的类需要实现六个方法。

相似的，实现Football接口的类需要实现五个方法，其中两个来自于Sports接口。 */

接口继承示例

接口的多重继承:

在Java中，类的多重继承是不合法，但接口允许多重继承。

在接口的多重继承中 extends关键字只需要使用一次，在其后跟着继承接口。如下所示：

public interface Hockey extends Sports, Event    //该程序片段是合法定义的子接口，与类不同的是，接口允许多重继承，而 Sports及 Event 可能定义或是继承相同的方法

标记接口

最常用的继承接口是没有包含任何方法的接口。

标识接口是没有任何方法和属性的接口.它仅仅表明它的类属于一个特定的类型,供其他代码来测试允许做一些事情。

标识接口作用：简单形象的说就是给某个对象打个标（盖个戳），使对象拥有某个或某些特权。

例如：java.awt.event 包中的 MouseListener 接口继承的 java.util.EventListener 接口定义如下：

package java.util;

public interface EventListener{}

没有任何方法的接口被称为标记接口。标记接口主要用于以下两种目的：

建立一个公共的父接口：

正如EventListener接口，这是由几十个其他接口扩展的Java API，你可以使用一个标记接口来建立一组接口的父接口。例如：当一个接口继承了EventListener接口，Java虚拟机(JVM)就知道该接口将要被用于一个事件的代理方案。
向一个类添加数据类型：
这种情况是标记接口最初的目的，实现标记接口的类不需要定义任何接口方法(因为标记接口根本就没有方法)，但是该类通过多态性变成一个接口类型。

Java 包(package)：用于区别类名的命名空间。

包的作用

1、把功能相似或相关的类或接口组织在同一个包中，方便类的查找和使用。
2、如同文件夹一样，包也采用了树形目录的存储方式。同一个包中的类名字是不同的，不同的包中的类的名字是可以相同的，当同时调用两个不同包中相同类名的类时，应该加上包名加以区别。因此，包可以避免名字冲突。
3、包也限定了访问权限，拥有包访问权限的类才能访问某个包中的类。

Java 使用包（package）这种机制是为了防止命名冲突，访问控制，提供搜索和定位类（class）、接口、枚举（enumerations）和注释（annotation）等。

包语句的语法格式为：package pkg1[．pkg2[．pkg3…]]; eg：

package net.java.util

public class Something{

   ...

}

/*那么它的路径应该是 net/java/util/Something.java 这样保存的。 package(包) 的作用是把不同的 java 程序分类保存，更方便的被其他 java 程序调用。*/

一个包（package）可以定义为一组相互联系的类型（类、接口、枚举和注释），为这些类型提供访问保护和命名空间管理的功能。

以下是一些 Java 中的包：

java.lang-打包基础的类
java.io-包含输入输出功能的函数

开发者可以自己把一组类和接口等打包，并定义自己的包。而且在实际开发中这样做是值得提倡的，当你自己完成类的实现之后，将相关的类分组，可以让其他的编程者更容易地确定哪些类、接口、枚举和注释等是相关的。

由于包创建了新的命名空间（namespace），所以不会跟其他包中的任何名字产生命名冲突。使用包这种机制，更容易实现访问控制，并且让定位相关类更加简单。

创建包

创建包的时候，你需要为这个包取一个合适的名字。之后，如果其他的一个源文件包含了这个包提供的类、接口、枚举或者注释类型的时候，都必须将这个包的声明放在这个源文件的开头。

包声明应该在源文件的第一行，每个源文件只能有一个包声明，这个文件中的每个类型都应用于它。

如果一个源文件中没有使用包声明，那么其中的类，函数，枚举，注释等将被放在一个无名的包（unnamed package）中。

通常使用小写的字母来命名避免与类、接口名字的冲突。eg: 这个例子创建了一个叫做 animals 的包，在 animals 包中加入一个接口（interface）：

/* 文件名: Animal.java */

package animals;

interface Animal {

   public void eat();

   public void travel();

}

接下来，在同一个包中加入该接口的实现，该文件也放在 animals 的子目录中：

package animals;

/* 文件名 : MammalInt.java */

public class MammalInt implements Animal{

   public void eat(){

      System.out.println("Mammal eats");

   }

   public void travel(){

      System.out.println("Mammal travels");

   } 

   public int noOfLegs(){

      return ;

   }

   public static void main(String args[]){

      MammalInt m = new MammalInt();

      m.eat();

      m.travel();

   }

}

MammalInt.java

import 关键字：使用 "import" 语句明确导入某包。

在 java 源文件中 import 语句应位于 package 语句之后，所有类的定义之前，可以没有，也可以有多条，即类文件中可以包含任意数量的 import 声明，import 声明必须在包声明之后，类声明之前。其语法格式为：import package1[.package2…].(classname|*);
如果在一个包中，一个类想要使用本包中的另一个类，那么该包名可以省略。

package 的目录结构

类放在包中会有两种主要的结果：

包名成为类名的一部分，正如我们前面讨论的一样。
包名必须与相应的字节码所在的目录结构相吻合。

下面是管理你自己 java 中文件的一种简单方式：将类、接口等类型的源码放在一个文本中，这个文件的名字就是这个类型的名字，并以.java作为扩展名。例如：

// 文件名 :  Car.java

package vehicle;

public class Car {

   // 类实现

}
//接下来，把源文件放在一个目录中，这个目录要对应类所在包的名字:

....\vehicle\Car.java

现在，正确的类名和路径将会是如下样子：

类名 -> vehicle.Car
路径名 -> vehicle\Car.java (在 windows 系统中)

通常，一个公司使用它互联网域名的颠倒形式来作为它的包名.例如：互联网域名是 runoob.com，所有的包名都以 com.runoob 开头。包名中的每一个部分对应一个子目录。

例如：有一个 com.runoob.test 的包，这个包包含一个叫做 Runoob.java 的源文件，那么相应的，应该有如下面的一连串子目录：

....\com\runoob\test\Runoob.java

编译的时候，编译器为包中定义的每个类、接口等类型各创建一个不同的输出文件，输出文件的名字就是这个类型的名字，并加上 .class 作为扩展后缀，eg：

// 文件名: Runoob.java

package com.runoob.test;

public class Runoob {

}

class Google {

}

现在，我们用-d选项来编译这个文件，如下：

$javac -d . Runoob.java //Runoob.java 是你要运行的 java 文件

//这样会像下面这样放置编译的文件：

.\com\runoob\test\Runoob.class

.\com\runoob\test\Google.class

编译之后的 .class 文件应该和 .java 源文件一样，它们放置的目录应该跟包的名字对应起来。但是，并不要求 .class 文件的路径跟相应的 .java 的路径一样。你可以分开来安排源码和类的目录。

<path-one>\sources\com\runoob\test\Runoob.java

<path-two>\classes\com\runoob\test\Google.class

这样，你可以将你的类目录分享给其他的编程人员，而不用透露自己的源码。用这种方法管理源码和类文件可以让编译器和java 虚拟机（JVM）可以找到你程序中使用的所有类型。

类目录的绝对路径叫做 class path。设置在系统变量 CLASSPATH 中。编译器和 java 虚拟机通过将 package 名字加到 class path 后来构造 .class 文件的路径。

<path- two>\classes 是 class path，package 名字是 com.runoob.test,而编译器和 JVM 会在 <path-two>\classes\com\runoob\test 中找 .class 文件。

一个 class path 可能会包含好几个路径，多路径应该用分隔符分开。默认情况下，编译器和 JVM 查找当前目录。JAR 文件按包含 Java 平台相关的类，所以他们的目录默认放在了 class path 中。

设置 CLASSPATH 系统变量

用下面的命令显示当前的CLASSPATH变量：

Windows 平台（DOS 命令行下）：C:\> set CLASSPATH
UNIX 平台（Bourne shell 下）：# echo $CLASSPATH

删除当前CLASSPATH变量内容：

Windows 平台（DOS 命令行下）：C:\> set CLASSPATH=
UNIX 平台（Bourne shell 下）：# unset CLASSPATH; export CLASSPATH

设置CLASSPATH变量:

Windows 平台（DOS 命令行下）： C:\> set CLASSPATH=C:\users\jack\java\classes
UNIX 平台（Bourne shell 下）：# CLASSPATH=/home/jack/java/classes; export CLASSPATH

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