Java程序设计资料：单元08 接口.doc

1、单 08 接口单元目标 掌握 Java 接口的概念； 理解面向接口编程的思想； 掌握接口的多态技术。学习任务任务描述电脑主板上的USB接口有严格的规范，U盘、移动硬盘的内部结构不相同，每种盘的容量也不同，但U盘、移动硬盘都遵守了USB接口的规范，所以，在使用USB接口时，可以将U盘、移动硬盘插入任意一个USB接口，而不用担心哪个USB接口是专门插哪个盘。请编写程序，模拟使用USB接口的过程。运行结果知识准备8.1 Java 接口去购买 USB 电脑鼠标的时候，不需要问电脑配件的商家 USB 鼠标是什么型号的，也不需要询问是满足什么要求，一般情况下买回来都可以直接使用。其原因就是 USB 接口是

2、统一的，都实现了鼠标的基本功能，可以说是鼠标的一种规范。所有的厂家都会按照这个规范，来制造 USB 接口的鼠标。这个规范说明制作该 USB 类型的鼠标应该做些什么，但并不说明如何做。2.16.1 接口的概念Java 程序设计中的接口接口（Interface）也是一种规范，是用来组织应用程序中的类，并调节它们的相互关系。接口是由常量和抽象方法组成的特殊类，是对模拟 USB 接口程序设计模拟 USB 接口程序设计抽象类的进一步抽象，形成了一个属性和行为的介绍集合，该集合通常代表了一组功能的实现。【提 示】在最早期的面向对象语言中不是使用 interface 关键字，而是使用 protocal。从这

3、个词汇中可以看出接口最核心的意义是一个协议， 一个规定了一组功能的协议。 既然有协议的意思， 那么协议中将要说明需要遵守的条约， 相当于抽象方法。然而协议中一般不去理会到底如何实现条约方式， 这进一步说明了使用抽象方法的意义。Java 不支持多继承性，即一个类只能有一个父类。单继承性使得 Java 简单，易于管理程序。为了克服单继承的缺点，Java 使用了接口，一个类可以实现多个接口。2.16.2 接口的声明publicinterface接口名接口名 extends 接口接口 1，接口，接口 2 publicstaticfinal 数据类型数据类型 常量名常量名=常量值；常量值；publics

4、taticabstract 返回值返回值 抽象方法名（参数列表抽象方法名（参数列表） ；由接口的声明的语法格式看出，接口是由常量和抽象方法组成的特殊类。注解：1. 接口的访问修饰符只有 public 一个。2. 接口可以被继承，它将继承父接口中的所有方法和常量。3. 接口体只包含两部分，一是常量；而是抽象方法。4. 接口中的常量必须赋值， 并且接口中的属性都被默认为是 final 来修饰的常量。5. 接口中的所有的方法都必须是抽象方法，抽象方法不需要使用 abstract关键字声明，直接默认为是抽象的。2.16.3 接口的实现和使用既然接口里只有抽象方法，它只要声明而不用定义处理方式，于是自然

5、可以联想到接口也没有办法像一般类一样，再用它来创建对象。利用接口打造新的类的过程，称之为接口的实现接口的实现（implementation） ，同时实现了接口的类称之为接接口实现类口实现类。接口实现格式如下：class 类名称类名称 implements 接口接口 A,接口接口 B / 接口的实现接口的实现【实例2-18】接口实现程序设计interface A / 定义接口 Apublic String name = 张三 ;/ 定义全局常量public void print() ;/ 定义抽象方法interface B/ 定义接口 Bpublic void say() ;/ 定义抽象方法cl

6、ass C implements A,B/ 子类同时实现两个接口public void say() / 覆写 B 接口中的抽象方法System.out.println(Hello!);public void print() / 覆写 A 接口中的抽象方法System.out.println(姓名： + name);接口的使用与类的使用有些不同。类会直接使用 new 关键字来构建一个类的实例进行应用，而接口只能被它的实现类进行进一步的实现才能发挥作用。8.2 接口与多态多态是面向对象编程思想的重要体现，它是建立在继承关系存在基础上的。接口与它的实现类之间存在实现关系，同时也就具有继承关系。因此接

7、口可以像父类子类一样使用多态技术， 其中接口回调就是多态技术的体现。 接口回调是指：可以将接口实现类的对象赋给该接口声明的接口变量中， 那么该接口变量就可以调用接口实现类对象中的方法。不同的类在使用同一接口时，可能具有不同的功能体现， 即接口实现类的方法体不必相同， 因此， 接口回调可能产生不同的行为。模拟 USB 接口程序设计【实例 2-19】接口回调的例子interface ShowMessage void showTradeMark();class TV implements ShowMessage public void showTradeMark() System.out.print

8、ln(我是电视机);class PC implements ShowMessage public void showTradeMark() System.out.println(我是电脑);public class TestExample public static void main(String args)ShowMessage sm; / 声明接口变量。sm = new TV(); / 实现类对象赋值接口变量sm.showTradeMark(); / 接口回调。sm = new PC(); / 接口变量中存放对象的引用。sm.showTradeMark(); / 接口回调。8.3 面向接

9、口编程的步骤接口体现了规范与分离的设计原则，可以很好地降低程序各模块之间的耦合度，提高系统的可扩展性，可维护性。开发系统时，主体构架使用接口来构成系统的骨架，这样就可以通过更换接口的实现类来更换系统的实现。这就是面向接口编程的思想。【实例 2-20】有一打印中心，既有黑白打印机，也有彩色打印机，在打印时，使用不同的打印机，打印也就不同。采用面向接口编程的思想编程。1. 抽象出 Java 接口分析：黑白、彩色打印机都存在一个共同的方法特征：print；黑白、彩色打印机对 print 方法有各自不同的实现。结论：抽象出 Java 接口 PrinterFace，在其中定义方法 print。模拟 US

10、B 接口程序设计模拟 USB 接口程序设计具体实现：public interface PrinterFace /打印机接口public void print(String content);public interface Printer /打印社的打印接口public String detail();2. 实现 Java 接口分析：已经抽象出 Java 接口 PrinterFace，并在其中定义了 print 方法黑白、彩色打印机对 print 方法有各自不同的实现。结论：黑白、彩色打印机都实现 PrinterFace 接口，各自实现 print 方法。具体实现：public class B

11、lackPrinter implements PrinterFace public void print(String content) System.out.println(黑白打印：);System.out.println(content);public class ColorPrinter implements PrinterFacepublic void print(String content) System.out.println(彩色打印：);System.out.println(content);3. 使用 Java 接口分析：主体构架使用接口, 让接口构成系统的骨架。结论：更

12、换实现接口的类就可以更换系统的实现。具体实现：public class PrinterCentre implements Printer private PrinterFace printerface;/打印机接口public void setPrinter(PrinterFace pf) this. printerface = pf;public String detail() 模拟 USB 接口程序设计模拟 USB 接口程序设计return 这里是打印中心;public void printph(Printer pf)printerface.print(pf.detail(); / pri

13、nterface接口打印Printer接口信息public class Main public static void main(String args) PrinterCentre pc=new PrinterCentre();/创建打印中心pc.setPrinter(new BlackPrinter();/配备黑色打印机pc.printph(pc);/打印pc.setPrinter(new ColorPrinter();/配备彩色打印机pc.printph(pc);/打印程序运行结果如下：黑白打印：这里是打印中心彩色打印：这里是打印中心8.4 接口中常量的使用常量是一种标识符，它的值在运行

14、期间恒定不变。常量标识符在程序中只能被引用，而不能被重新赋值。在 Java 接口中声明的变量在编译时会自动加上static final 的修饰符，即声明为常量，因而 Java 接口通常是存放常量的最佳地点。下面通过代码来演示接口里的常量。【实例 2-21】接口中的常量程序设计interface Cons / 定义接口final String name = this is my name;class Const implements Cons public class TestInterfaceConst 模拟 USB 接口程序设计public static void main(String s

15、) Const cons = new Const();String name = Cons.name;System.out.println(name);String n = cons.name;System.out.println(n);程序运行结果如下：this is my namethis is my name从上面实例中可以看出，接口内定义的所有属性都是 public static 的。方法都是 public abstract 的。任务实施1实施思路USB 接口可以使用 U 盘、移动硬盘，完成插入、启动、停止的功能。当 U盘或移动硬盘插入 USB 接口时，它们的表现是不一样的。作为 US

16、B 接口的接口，有两个抽象方法，但无法实现具体的功能。这些功能留在 U 盘或移动硬盘实现类中去完成。 打开 Eclipse，定义一个 USB 接口得到接口的框架； 在接口中进行抽象方法声明 编写测试类进行测试。2程序代码public interface USBInterface /这是Java接口，相当于主板上的USB接口的规范public void start();public void Conn();public void stop();public class MouseInterfaceimplements USBInterfacepublic void start()/实现接口的抽象

17、方法System.out.println(鼠标插入，开始使用);模拟 USB 接口程序设计public void Conn()System.out.println(鼠标已插入，使用中);public void stop()/实现接口的抽象方法，移动硬盘有自己的功能System.out.println(鼠标退出工作);public class MovingDisk implements USBInterfacepublic void start()/实现接口的抽象方法，移动硬盘有自己的功能System.out.println(移动存储设备插入，开始使用);public void Conn()Sy

18、stem.out.println(移动存储设备已插入，使用中);public void stop()/实现接口的抽象方法，移动硬盘有自己的功能System.out.println(移动存储设备退出工作);public class Keyboard implements USBInterfacepublic void start()/实现接口的抽象方法，移动硬盘有自己的功能System.out.println(键盘插入，开始使用);public void Conn()System.out.println(键盘已插入，使用中);public void stop()/实现接口的抽象方法，移动硬盘有自

19、己的功能System.out.println(键盘退出工作);public class TestUsbInterface public static void main(String args) USBInterface usb1 = new MovingDisk();/将移动硬盘插入USB接口1USBInterface usb2 = new MouseInterface();/将鼠标插入USB接口2USBInterface usb3 = new Keyboard(); /将键盘插入USB接口2usb1.start();usb1.Conn();usb2.start();usb2.Conn();

20、usb3.start();usb3.Conn();usb1.stop();usb2.stop();usb3.stop();任务拓展增加主板类，再修改 UseUSB 类，将 USB 接口安装在主板上，然后在UseUSB 类中将移动硬盘插入到主板的 USB 接口中。class MainBoardpublic void useUSB(USBInterfaceusb)/插入符合USB接口规范的盘usb.start();usb. Conn();usb.stop();public class UseUSB public static void main(String args) MainBoard mainBoard=new MainBoard();USBInterfaceusb1=new MovingDisk(); /在USB接口1上插入移动硬盘mainBoard. useUSB (usb1);任务实训1.实训目的模拟 USB 接口程序设计 掌握 Java 接口的定义、实现与使用； 掌握 Java 接口与多态的关系； 掌握面向接口编程的思想； 掌握接口中常量的使用。2.实训内容设计几何图形（Shape） 、矩形（Rectangle） 、圆形（Circle） 、正方形（Square） ，能够利用接口和多态性计算几何图形的面积和周长，并显示出来。模拟 USB 接口程序设计