1、接口的概念

在现实生活中，接口的例子有很多，比如：笔记本的 USB 接口，电源插座等。在电脑的 USB 口上，可以插鼠标、键盘等符合 USB 协议的设备；在电源插座上，可以插电脑、电视机等符合插座规范的设备。

通过上述例子可以看出：接口是公共的行为规范标准，在实现时，只要符合规范标准，就可以通用。因此在 Java 中，接口可以定义为：多个类的公共规范，是一种引用数据类型。

2、语法规则

2.1 接口的定义

接口的定义格式和类的定义格式基本相同，只是将 class 关键字换成 interface 关键字。

public interface 接口名称 {// 变量变量类型 变量名 = 变量值;// 抽象方法void method();
}

• 接口中抽象方法默认搭配是 public abstract，建议不写，保持代码的简洁性。
• 创建接口时，接口的命名一般以大写字母 I 开头，一般使用形容词词性的单词。
• 接口中的变量被隐式指定为 public static final 变量。

2.2、接口的使用

接口不能直接使用，必须要有一个“实现类”来实现接口，且实现接口中的所有抽象方法。

public class 类名称 implements 接口名称 {//...
}

以电脑上的 USB 接口为例，鼠标和键盘均插入该 USB 接口。

// IUSB 接口
public interface IUSB {void openUSBDevice();void closeUSBDevice();
}// 键盘类实现 USB 接口
public class KeyBoard implements IUSB{// 在 IDEA 中，按 Ctrl+I 可以快速重写接口中的方法@Overridepublic void openUSBDevice() {System.out.println("打开键盘");}public void input(){System.out.println("通过键盘进行输入");}@Overridepublic void closeUSBDevice() {System.out.println("关闭键盘");}
}// 鼠标类实现 USB 接口
public class Mouse implements IUSB{@Overridepublic void openUSBDevice(){System.out.println("打开鼠标");}public void click(){System.out.println("鼠标点击");}@Overridepublic void closeUSBDevice(){System.out.println("关闭鼠标");}
}// 电脑类中使用 USB 接口
public class Computer {public void powerOn(){System.out.println("开机...");}public void powerOff(){System.out.println("关机...");}public void useUSBDevice(IUSB usb){usb.openUSBDevice();// 向下转型不安全// Mouse mouse = (Mouse) usb;// 使用 instanceof if(usb instanceof Mouse){Mouse mouse = (Mouse) usb;mouse.click();}else if(usb instanceof KeyBoard){KeyBoard keyBoard = (KeyBoard)usb;keyBoard.input();}usb.closeUSBDevice();}
}// 测试电脑类
public class TestComputer {public static void main(String[] args) {// 注意：接口的引用可以指向任意实现该接口的对象// 接口的引用可以指向不同实现类的对象，因此就可以实现多态// IUSB usb = new Mouse();// IUSB usb = new KeyBoard();Computer computer = new Computer();computer.powerOn();computer.useUSBDevice(new Mouse());computer.useUSBDevice(new KeyBoard());computer.powerOff();}
}

输出：

3、特性

1. 接口类型是一种引用类型，但是不能直接 new 接口的对象。

2. 接口的方法都被隐式指定为 public abstract 类型，使用其他修饰符会报错。

3. 接口中的变量都被隐式指定为 public static final 类型。

4. 接口中的方法是抽象方法，不能在接口中实现，只能由实现接口的实现类来实现。

5. 在类中重写接口中的方法时，必须使用 public 修饰符来修饰。这是因为重写的方法的修饰符优先级必须高于等于原方法，而接口中的抽象方法默认是 public，因此实现类中重写抽象方法时修饰符只能用 public。

6. 接口中不能有静态代码块、实例代码块和构造方法。

7. 接口虽然不是类，但是编译后仍然会生成字节码文件，且后缀仍然是 .class。

8. 如果类没有实现接口中的所有抽象方法，那么类必须定义为抽象类。

9. jdk8 中：接口中还可以包含 default 方法，便于接口的更新。

4、实现多个接口

在 Java 中，类和类之间是单继承的，一个类只能有一个基类，即不支持多继承，但是一个类可以实现多个接口。

// 动物类
public abstract class Animal {protected String name;protected String gender;protected int age;// 所有的动物都需要吃饭睡觉，这些是动物的公共方法public abstract void eat();public abstract void sleep();
}// 会飞的接口
public interface IFlying {void fly();
}
// 会跑的接口
public interface IRunning {void run();
}
// 会游泳的接口
public interface ISwimming {void swim();
}// 狗是动物，既会跑，又会游泳
public class Dog extends Animal implements IRunning , ISwimming{@Overridepublic void eat() {System.out.println(name + "在吃骨头~~~");}@Overridepublic void sleep() {System.out.println(name + "睡觉呼呼呼~~~");}@Overridepublic void run() {System.out.println(name + "用四个蹄子跑~~~");}@Overridepublic void swim() {System.out.println(name + "狗刨式~~~");}
}// 鱼是动物，只会游泳
public class Fish extends Animal implements ISwimming {@Overridepublic void eat() {System.out.println(name + "吃泥鳅~~~");}@Overridepublic void sleep() {System.out.println(name + "睁着眼睛睡觉~~~");}@Overridepublic void swim() {System.out.println(name + "水中自由翱翔~~~");}
}

5、接口中的继承

在 Java 中接口与接口之间可以继承，也可以多继承，从而可以用接口达到多继承的目的。

// 两栖的接口
public interface IAmphibious extends IRunning,ISwimming {}// 青蛙是两栖的
public class Frog implements IAmphibious {@Overridepublic void run() {System.out.println("用腿蹦");}@Overridepublic void swim() {System.out.println("用脚蹬");}
}

接口的继承相当于把多个接口合并在一起。

6、接口使用实例

可以利用 Arrays 的 sort 函数对数组进行排序。

public class TestInt {public static void main(String[] args) {int[] array = {4,9,1,8,0,5,7,3,2,6};// 对array数组进行排序Arrays.sort(array);for (int j : array) {System.out.print(j + " ");}System.out.println();// 输出：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 }
}

同样的，我们想要利用 Arrays 的 sort 函数对学生排序，但是尝试同样的方法会报错。

public class Student{String name;int score;public Student(String name, int score) {this.name = name;this.score = score;}public static void main(String[] args) {Student[] students = new Student[] {new Student("张三", 95),new Student("李四", 96),new Student("王五", 97),new Student("赵六", 92),};Arrays.sort(students);for (int i = 0; i < students.length; i++) {System.out.println(students[i]);}}
}

报错原因在于我们没有实现比较器，而利用 Arrays 的 sort 函数进行排序的对象要求必须实现比较器，即是可比较的。

public class Student implements Comparable<Student>{String name;int score;public Student(String name, int score) {this.name = name;this.score = score;}public static void main(String[] args) {Student[] students = new Student[] {new Student("张三", 95),new Student("李四", 96),new Student("王五", 97),new Student("赵六", 92),};Arrays.sort(students);for (int i = 0; i < students.length; i++) {System.out.println(students[i]);}}@Overridepublic int compareTo(Student o) {// 用 this 和 o 引用的对象的某些字段进行比较return score - o.score;}// 这里要重写 toString 方法,根据需要得到我们想要的输出@Overridepublic String toString() {return "[" + name + "," + score + "]";}
}

输出：

那么 sort 函数里面是如何工作的，我们可以自己实现冒泡排序。

public class Util {// 冒泡排序// 注意：通过sort方法进行排序时，传进来的元素必须要实现Comparable接口的方法public static void sort(Comparable[] c){// 外循环表示冒泡的趟数for (int i = 0; i < c.length-1; i++) {// 具体冒泡的方式：用相邻的两个元素去比较for (int j = 0; j < c.length - 1 - i; j++) {// 这里的 c 可以引用任何实现该接口的对象// 这里的排序方式是升序if(c[j].compareTo(c[j+1]) >= 0){Comparable temp = c[j];c[j] = c[j+1];c[j+1] = temp;}}}}
}