Java: руководство для начинающих

С точки зрения синтаксиса интерфейсы подобны абстрактным классам. Но в интерфейсе ни у одного из методов не должно быть тела. Это означает, что в интерфейсе вообще не предоставляется никакой реализации. В нем указывается только, что именно следует делать, но не как это делать. Как только интерфейс будет определен, он может быть реализован в любом количестве классов. Кроме того, в одном классе может быть реализовано любое количество интерфейсов.

Для реализации интерфейса в классе должны быть предоставлены тела (т.е. конкретные реализации) методов, описанных в этом интерфейсе. Каждому классу предоставляется полная свобода для определения деталей своей собственной реализации интерфейса. Следовательно, один и тот же интерфейс может быть реализован в двух классах по-разному. Тем не менее в каждом из них должен поддерживаться один и тот же ряд методов данного интерфейса. А в том коде, где известен такой интерфейс, могут использоваться объекты любого из этих двух классов, поскольку интерфейс для всех этих объектов остается одинаковым. Благодаря поддержке интерфейсов в Java может быть в полной мере реализован главный принцип полиморфизма: “один интерфейс — множество методов”.

Интерфейсы объявляются с помощью ключевого слова interface. Ниже приведена упрощенная форма объявления интерфейса. доступ interface имя { возвращаемый_тип имя_метода_1 (список_параметров) ; возвращаемый__тип имя_метода_2 (список_параметров) ; тип переменная__1 = значение; тип переменная_2 = значение; // ... возвращаемый_тип имя_метода_Ы(список_параметров) ; тип переменная_Ы = значение; }

Здесь доступ обозначает тип доступа, который определяется модификатором доступа public или вообще не указывается. Если модификатор доступа отсутствует, применяется правило, предусмотренное по умолчанию, т.е. интерфейс оказывается доступным только членам своего пакета. Ключевое слово public указывает на то, что интерфейс может использоваться в любом другом пакете. (Код интерфейса, объявленного как public, должен храниться в файле, имя которого совпадает с именем интерфейса.) А имя интерфейса может быть любым допустимым идентификатором.

При объявлении методов указываются их сигнатуры и возвращаемые типы. Эти методы являются, по существу, абстрактными. Как упоминалось выше, реализация метода не может содержаться в составе интерфейса. Каждый класс, в определении которого указан интерфейс, должен реализовать все методы, объявленные в интерфейсе. Методы, объявленные в интерфейсе, неявно считаются открытыми (public).

Переменные, объявленные в интерфейсе, не являются переменными экземпляра. Они неявно обозначаются ключевыми словами public, finalnstaticn обязательно подлежат инициализации. По существу, они являются константами. Ниже приведен пример определения интерфейса. Предполагается, что этот интерфейс должен быть реализован в классе, где формируется последовательный ряд числовых значений. public interface Series { int getNext; // возвратить следующее по порядку число void reset; // начать все с самого сначала void setStart(int х); // задать начальное значение }

Этот интерфейс объявляется открытым (public), а следовательно, он может быть реализован в классе, принадлежащем любому пакету. Реализация интерфейсов

Определенный один раз интерфейс может быть реализован одним или несколькими классами. Для реализации интерфейса в определение класса следует ввести ключевое слово implements, а затем определить методы, объявленные в интерфейсе. Ниже приведена общая форма реализации интерфейса в классе. class имя_класса extends суперкласс implements интерфейс { // тело класса }

Если в классе должно быть реализовано несколько интерфейсов, то имена интерфейсов указываются через запятую. Разумеется, ключевое слово extends и имя суперкласса указывать не обязательно.

Реализуемые методы интерфейса должны быть объявлены открытыми (public). А сигнатура реализованного метода должна полностью соответствовать сигнатуре, объявленной в составе интерфейса. Ниже приведен пример класса ByTwos, реализующего рассмотренный ранее интерфейс Series. В этом классе формируется последовательный ряд числовых значений, каждое из которых на два больше предыдущего. // Реализация интерфейса Series, class ByTwos implements Series { int start; int val; ByTwos { start = 0; val = 0; } public int getNext { val += 2; return val; } public void reset { start = 0; val = 0; } public void setStart(int x) { start = x; val = x; } }

Обратите внимание на то, что методы getNext , reset и setStart объявлены открытыми. Это нужно сделать непременно, поскольку любой метод интерфейса неявно считается открытым для доступа. Ниже приведен пример программы, демонстрирующий применение класса ByTwos. class SeriesDemo { public static void main(String args[]) { ByTwos ob = new ByTwos; for(int i=0; i < 5; i++) System.out.println("Next value is " + ob.getNext ); System.out.println("\nResetting"); ob.reset; for(int i=0; i < 5; i++) System.out.println("Next value is " + ob.getNext); System.out.println("\nStarting at 100"); ob.setStart(100) ; for(int i=0; i < 5; i++) System.out.println("Next value is " + ob.getNext); } }

Выполнение этой программы дает следующий результат: Next value is 2 Next value is 4 Next value is 6 Next value is 8 Next value is 10 Resetting Next value is 2 Next value is 4 Next value is 6 Next value is 8 Next value is 10 Starting at 100 Next value is 102 Next value is 104 Next value is 106 Next value is 108 Next value is 110

Класс, реализующий интерфейс, может содержать дополнительные переменные и методы, что вполне допустимо. Более того, именно так в большинстве случаев и поступают программирующие на Java. Например, в приведенную ниже версию класса By Twos добавлен метод getPrevious , возвращающий предыдущее числовое значение. // Реализация интерфейса Series и добавление метода getPrevious. class ByTwos implements Series { int start; int val; int prev; ByTwos { start = 0; val = 0; prev = -2; } public int getNextO { prev = val; val += 2; return val; } public void reset { start = 0; val = 0; prev = -2; } public void setStart(int x) { start = x; val = x; prev = x - 2; } // Добавление метода, не объявленного в интерфейсе Series. int getPrevious { return prev; } }

Обратите внимание на то, что для добавления метода getPrevious пришлось изменить реализацию методов, объявленных в интерфейсе Series. Но сам интерфейс не претерпел никаких изменений. Эти изменения не видны за пределами класса и не влияют на его использование. В этом и состоит одно из преимуществ интерфейсов.

Как пояснялось ранее, интерфейс может быть реализован каким угодно количеством классов. В качестве примера ниже приведен код класса ByThrees. Этот класс формирует последовательный ряд числовых значений, каждое из которых на три больше предыдущего. // Еще одна реализация интерфейса Series, class ByThrees implements Series { int start; int val; ByThrees { start = 0; val = 0; } public int getNext { val += 3; return val; } public void reset { start = 0; val - 0; } public void setStart(int x) { start = x; val = x; } }

Следует также иметь в виду, что если в определении класса имеется ключевое слово implements, но он не реализует все методы указанного интерфейса, то этот класс должен быть объявлен абстрактным (abstract). Объект такого класса создать нельзя, но его можно использовать в качестве суперкласса, а завершить реализацию методов интерфейса в его подклассах. Применение интерфейсных ссылок

Как это ни покажется странным, но в Java допускается объявлять переменные ссылочного интерфейсного типа, т.е. переменные ссылки на интерфейс. Такая переменная может ссылаться на любой объект, реализующий ее интерфейс. При вызове метода для объекта по интерфейсной ссылке выполняется вариант этого метода, реализованный в классе данного объекта. Этот процесс аналогичен применению ссылки на суперкласс для доступа к объекту подкласса, как пояснялось в главе 7.

Ниже приведен пример программы, демонстрирующий применение интерфейсной ссылки. По такой ссылке в данной программе будут вызываться методы, принадлежащие классам ByTwos и ByThrees. // Применение интерфейсных ссылок, class ByTwos implements Series { int start; int val; ByTwos { start = 0; val = 0; } public int getNext { val += 2; return val; } public void reset { start = 0; val = 0; } public void setStart(int x) { start = x; val = x; } } class ByThrees implements Series { int start; int val; ByThrees { start = 0; val = 0; } public int getNext { val += 3; return val; } public void reset { start = 0; val = 0; } public void setStart(int x) { start = x; val = x; } } class SeriesDemo2 { public static void main(String args[]) { ByTwos twoOb = new ByTwos; ByThrees threeOb = new ByThrees; Series ob; for(int i=0; i < 5; i++) { ob = twoOb; // Обращение к объекту по интерфейсной ссылке. System.out.println("Next ByTwos value is " + ob.getNext); ob = threeOb; // Обращение к объекту по интерфейсной ссылке. System.out.println("Next ByThrees value is " + ob.getNext); } } }

В методе main переменная ob объявляется как ссылка на интерфейс Series. Это означает, что в данной переменной может храниться ссылка на любой объект, реализующий интерфейс Series. В данном случае в переменной ob сохраняется ссылка на объекты twoOb и threeOb, т.е. в разные моменты времени переменная представляет собой ссылку на объект класса ByTwos или же на объект класса ByThrees. Оба эти класса реализуют интерфейс Series. Переменная ссылки на интерфейс содержит сведения только о методах, объявленных в этом интерфейсе. Следовательно, переменная ob не может быть использована для доступа к любым другим переменным и методам, которые поддерживаются в объекте, но не объявлены в интерфейсе.