10.JAVA-接口、工厂模式、代理模式、详解

1.接口定义

接口属于一个特殊的类,这个类里面只能有抽象方法和全局常量  (该概念在JDK1.8之后被打破,在1.8后接口中还可以定义普通方法和静态方法,在后续章节会详讲)

1.1 接口具有以下几个原则

• 接口通过interface关键字来实现定义
• 一个子类如果要继承接口的话,则需要通过implements关键字去实现多个接口(多接口之间通过","隔开),从而实现多继承.
• 接口的子类如果不是个抽象类,则必须要覆写接口的所有抽象方法,才能承认该类实现了这个接口
• 接口的子对象可以通过向上转型进行实例化操作

1.2 接下来来个示例,通过Demo类继承InA和InB两个接口

interface InA                     //接口InA
{
         public static final String ATTR = "Attribute:InA";
         public abstract void PrintA();
}

interface InB                     //接口InB
{
         public static final String ATTR = "Attribute:InB";
         public abstract void PrintB();
}

class Demo  implements InA,InB
{
         public void PrintA()
         {
                  System.out.println(InA.ATTR);        //打印接口A的全局常量
         }
         public void PrintB()
         {
                  System.out.println(InB.ATTR);        //打印接口B的全局常量
         }
}

public class Test{
         public static void print(InB b)                  //接口支持向上转型
         {
                  b.PrintB();
         }
         public static void main(String args[])
         {
                  Demo d = new Demo();
                  d.PrintA();                    //打印接口A的全局常量
                  print(d);                       //等价于d.PrintB();
         }
}

运行打印:

从上面代码可以看出,接口实际上只是表示一种操作标准  ,而接口本身其实是没有操作能力的,需要子类去实现这个操作能力才行.

2.接口的简化定义

由于接口组成部分是抽象方法和全局常量,所以在方法和常量上写不写public结果都一样,并且方法也可以不用abstract修饰,因为接口里的访问权限都是public的,并且方法默认为抽象的,所以InA接口也可以写为下面这样:

interface InA                     //接口InA
{
         String ATTR = "Attribute:InA";     //不需要添加public static final
         void PrintA();　　　　　　　　　　　　 //不需要添加public abstract
}

3.接口定义注意的地方

3.1 对于子类或者抽象子类,可以同时继承抽象类以及多个接口,比如:

class Demo extends A  implements InA,InB{     // Demo子类继承于A类,以及接口inA和inB
         //... ...    //实现所有抽象方法
}

3.2 对于一个子接口,可以通过extends来继承多个父接口,比如:

interface InC extends InA,InB{                 //InC子接口继承父接口inA和inB
         public void funcC();   //定义抽象方法
}

3.3 接口不能继承于抽象类,因为extends关键字用于继承同一品种的(接口!=抽象类),而 implements用于继承于接口的(抽象类!=接口),所以无法实现.

4.接口之工厂设计模式Factory

工厂设计模式,就是说建立一个工厂类，对实现了同一接口的子类们进行统一的实例创建方法,用来提供给用户调用.而用户无需去了解这些对象该如何创建以及如何组织.

4.1工厂设计示例

我们以常用的usb为例,首先需要定义一个USB接口,然后写同一接口的子类们(比如:键盘,鼠标,打印机).由于这些子类们都是独立的,所以我们需要在定义一个工厂类UsbFactory,通过一个方法去统一创建他们,如果不写工厂类的话,假如有100多个USB子类,那岂不是全部创建都要100多个不同的new才行?所以需要一个工厂类负责管理这些对象.

首先定义USB接口和键盘,鼠标子类:

interface USB           //USB接口
{
         public void plugin();
         public void out();
}
class Keyboard  implements USB
{
         public void plugin()
         {
                  System.out.println("****插上 usb键盘****");
         }
         public void out()
         {
                  System.out.println("****取出 usb键盘****");
         }
}

class Mouse  implements USB
{
         public void plugin()
         {
                  System.out.println("****插上 usb鼠标****");
         }

         public void out()
         {
                  System.out.println("****取出 usb鼠标****");
         }
}

然后定义UsbFactory工厂类:

class UsbFactory
{
         static public USB getInstance(String name)
         {
                  if("keyboard".equals(name))  //是否为键盘
                          return new Keyboard();
                  else if("mouse".equals(name))        //是否为键盘
                          return new Mouse();
                  else
                          return null;
         }
}

最后写测试代码:

public class Test{
         public static void main(String args[])
         {
                          USB usb1 = UsbFactory.getInstance("keyboard");   //获取键盘类
                          usb1.plugin();
                          usb1.out();

                          USB usb2 = UsbFactory.getInstance("mouse");    //获取鼠标类
                          usb2.plugin();
         }
}

打印如下:

从上面代码可以看出,通过工厂模式,我们可以更加容易地管理多个相同接口的子类们的操作.

PS:当前工厂模式还是最简单的,在后续学到反射机制泛型后,在讲解.

5.代理模式proxy

代理模式,就是说为一个具体对象提供一个代理对象,该代理对象主要是为了封装具体对象,并且完成与具体对象有关的所有操作.而具体对象则只需要负责核心业务.

5.1 代理设计示例

我们以生活中的Eat吃为例,首先需要定义一个Eat接口,然后写一个具体类WhatEat(用来指定具体吃什么),但是在生活中,我们如果吃的不是水果,而是蔬菜,则都要有盘子啊,并且吃之前要先去烧菜盛菜,并且吃完后还要洗碗.而这些操作,我们就不能写在WhatEat类里,因为WhatEat类只负责核心业务(吃),所以便有了代理对象(完成与具体对象有关的所有操作),接下来便写一个EatProxy代理节点类来实现这些与WhatEat类操作.

首先定义Eat接口和具体吃的类(WhatEat):

interface Eat
{
         public int TypeVegetable = 0;      //蔬菜
         public int TypeFruit = 1;          //水果
         public void eat(int type);
}

class WhatEat implements Eat
{
         public void eat(int type)
         {
                  if(type == Eat.TypeVegetable)
                          System.out.println("*** 吃蔬菜 ***");
                  else
                          System.out.println("*** 吃水果 ***");
         }
}

然后定义EatProxy代理节点类:

class EatProxy implements Eat
{
         private Eat eatObject;     //代理下的具体对象

         public EatProxy(Eat eatObject)
         {
                  this.eatObject = eatObject;
         }

         public void eat(int type)                  //吃东西
         {
                  this.eatPrepare(type);
                  this.eatObject.eat(type);
                  this.eatFinish(type);
         }

         private void eatPrepare(int type) //吃东西之前的准备工作
         {
                  if(type == Eat.TypeVegetable)
                  {
                          System.out.println("正在烧菜... ...");
                          System.out.println("烧菜完成,正在盛菜");
                          System.out.println("盛菜完成,准备开吃");
                  }
                  else
                  {
                          System.out.println("正在洗水果,削皮中...");
                          System.out.println("削皮完成,准备开吃");
                  }
         }

         private void eatFinish(int type) //吃完东西之后的工作
         {
                  if(type == Eat.TypeVegetable)
                  {
                          System.out.println("吃完了,准备洗碗...");
                  }
                  else
                  {
                          System.out.println("吃完了,准备干其它事...");
                  }
         }
}

最后写测试代码:

public class Test{
         public static void main(String args[])
         {
                  EatProxy  proxy = new EatProxy(new WhatEat());

                  proxy.eat(Eat.TypeFruit);                 //通过代理节点吃水果

                  //分割线
                  System.out.println();
                  System.out.println();

                  proxy.eat(Eat.TypeVegetable);             //通过代理节点吃蔬菜
         }
}

打印如下所示:

从上面可以看到,我们WhatEat类只需要完成吃(核心业务),可以发现通过代理可以降低不同类之间的依赖性

 6.总结

学完接口后,它和抽象类之间的区别如下

区别	抽象类	接口
关键字	abstract class	interface
内部组成	支持属性,常量,构造方法,普通方法,abstract抽象方法,静态方法等	支持全局常量,abstract抽象方法
子类继承	class 子类 extends 抽象类{ //... ... }	class 子类 interface 接口1,接口2,...{ //... ... }
自身继承	抽象类可以继承于多个接口,或者抽象类.	接口可以继承多个接口,但不能继承抽象类.
继承限制	单继承,一个子类只能继承一个抽象类	多继承,一个子类可以继承多个接口

下章学习:11.JAVA-Object类之finalize(),clone(),toString()等方法覆写