Java接口和类与类之间的关系

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什么是接口?

Java接口是一系列方法的声明,是一些方法特征的集合,一个接口只有方法的特征没有方法的实现,因此这些方法可以在不同的地方被不同的类实现,而这些实现可以具有不同的行为



接口的定义语法:

[修饰符] interface 接口名 extends 父接口1,父接口2 {


//常量定义

//方法定义

}



实现接口的定义语法:

class 类名 extends 父类名 implements 接口1,接口2{


//类成员

}



注意事项:

  1. 修饰符:可选参数public,如果省略,则为默认的访问权限;

  2. 接口名:指定接口的名称,默认情况下,接口名必须是合法的Java标示符,一般情况下,要求首字符大写;

  3. extends 父接口名列表:可选参数,指定定义的接口继承于哪个父接口。当使用extends关键字时,父接口名为必选参数。

  4. 方法:接口中的方法只有定义而不能有实现


例如:


第一步,定义接口。

/**
 * USB接口
 */
public interface UsbInterface {
	/**
	 * USB接口提供服务
	 */
	void service();
}

第二步,实现接口。

/**
 * U盘
 */
public class UDisk implements UsbInterface {
	public void service(){
		System.out.println("连接USB口,开始传输数据:");
	}
}
/**
 * USB风扇
 */
public class UsbFan implements UsbInterface {
	public void service(){
		System.out.println("连接USB口,获得电流,风扇开始转动");
	}
}

第三步,测试。

/**
 * 测试USB接口
 */
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		//1.U盘
		UsbInterface ue = new UDisk();
		ue.service();
		//2.USB风扇
		UsbInterface usbFan = new UsbFan();
		usbFan.service();
	}

输出结果:

连接USB口,开始传输数据

连接USB口,获得电流,风扇开始转动



说明:

  1. 接口的命名规则与类相同。如果修饰符是public,则该接口在整个项目中可见;如果省略修饰符,则该接口只在当前包可见。

  2. 接口中可以定义常量,不能定义变量。接口中的属性都会自动用public static

    final修饰,即接口中的属性都是全局静态常量,接口中的常量必须在定义时指定初始值。

  3. 接口中所有方法都是抽象方法

  4. 和抽象类一样,接口也不能实例化,接口中不能有构造方法。

  5. 接口之间可以通过extends实现继承关系,一个接口可以继承多个接口,但接口不能继承类。

  6. 接口的实现类必须实现接口的全部方法,否则必须定义为抽象类。



类与类之间的关系


一、继承关系


继承指的是一个类(称为子类、子接口)继承另外的一个类(称为父类、父接口)的功能,并可以增加它自己的新功能的能力。

在Java中继承关系通过关键字extends明确标识,在设计时一般没有争议性。在UML类图设计中,继承用一条带空心三角箭头的实线表示,从子类指向父类,或者子接口指向父接口。

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二、实现关系


实现指的是一个class类实现interface接口(可以是多个)的功能,实现是类与接口之间最常见的关系

。 在Java中此类关系通过关键字implements明确标识,在设计时一般没有争议性。在UML类图设计中,实现用一条带空心三角箭头的虚线表示,从类指向实现的接口

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三、依赖关系


简单的理解,依赖就是一个类A使用到了另一个类B,而这种使用关系是具有偶然性的、临时性的、非常弱的,但是类B的变化会影响到类A

。 比如某人要过河,需要借用一条船,此时人与船之间的关系就是依赖。表现在代码层面,为类B作为参数被类A在某个method方法中使用。在UML类图设计中,依赖关系用由类A指向类B的带箭头虚线表示。

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四、关联关系

关联体现的是两个类之间语义级别的一种强依赖关系,比如我和我的朋友,这种关系比依赖更强、不存在依赖关系的偶然性、关系也不是临时性的,一般是长期性的,而且双方的关系一般是平等的。关联可以是单向、双向的。

表现在代码层面,为被关联类B以类的属性形式出现在关联类A中,也可能是关联类A引用了一个类型为被关联类B的全局变量。

在UML类图设计中,关联关系用由关联类A指向被关联类B的带箭头实线表示,在关联的两端可以标注关联双方的角色和多重性标记。

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五、聚合关系


聚合是关联关系的一种特例,它体现的是整体与部分的关系,即has-a的关系。此时整体与部分之间是可分离的,它们可以具有各自的生命周期,部分可以属于多个整体对象,也可以为多个整体对象共享。

比如计算机与CPU、公司与员工的关系等,比如一个航母编队包括海空母舰、驱护舰艇、舰载飞机及核动力攻击潜艇等。表现在代码层面,和关联关系是一致的,只能从语义级别来区分。在UML类图设计中,聚合关系以空心菱形加实线箭头表示。

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六、组合关系


组合也是关联关系的一种特例,它体现的是一种contains-a的关系,这种关系比聚合更强,也称为强聚合。它同样体现整体与部分间的关系,但此时整体与部分是不可分的,整体的生命周期结束也就意味着部分的生命周期结束

, 比如人和人的大脑。表现在代码层面,和关联关系是一致的,只能从语义级别来区分。在UML类图设计中,组合关系以实心菱形加实线箭头表示。

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总结:


对于继承、实现这两种关系没多少疑问,它们体现的是一种类和类、或者类与接口间的纵向关系。其他的四种关系体现的是类和类、或者类与接口间的引用、横向关系,是比较难区分的,有很多事物间的关系要想准确定位是很难的。前面也提到,这四种关系都是语义级别的,所以从代码层面并不能完全区分各种关系,但总的来说,后几种关系所表现的强弱程度依次为:组合>聚合>关联>依赖。



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