Java 接口理解

Posted 2021-03-17 世界を変える御宅族

学习Spring有一段时间了，对java也有了一点了解，最不能理解的就是接口， 即使是写了接口并实现了它，依然无法理解它到底有什么用？看了其他几篇博客，总结了一下自己的理解。

在JAVA编程语言中是一个抽象类型，是抽象方法的集合。一个类通过继承接口的方式，从而来继承接口的抽象方法。

先从一个通俗的解释看起 （原文：C# 接口《通俗解释》）

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如果你的工作是一个修水管的，一天客户找上你让你帮装水管，但是有个要求，就是客户喜欢管子是三角形的。

你立马买了三角形的水管回来，在墙上弄个三角形的口子，客户付了钱，你很开心今天有了收入，如下图，很好：

但是好景不长，客户过了一个星期又来找，因为他觉得三角形不好看，要让你换成正方形的水管，你不得不换，因为顾客就是上帝。好吧，继续在墙上弄个正方形的口子，然后又换成正方形的管子来接上。好了，如下图：（但是可能觉得为什么一开始不说要正方形的？因为需求总在变化。。。）

你累得满头大汗，但是还是完成了。可惜不久，客户又来找你，因为他想换成椭圆形的管子了。虽然你很无奈，但是你还是不得不花了几个小时完成。如下图：

安装完成，这时你可能在考虑，为什么换不同形状的水管，我都要大动干戈一番呢？于是你想到一个好方法，那就是墙上设计一个固定的水管并且是圆形的，当客户喜欢什么形状的水管，那么我只需要把客户喜欢的水管的一头做成圆形的，这样，以后都不需要去动墙上的水管了。这是一个好办法。就先在墙上弄个圆形的口，这个口就叫做接口。如下图：

如你所见，墙上有个圆形的口，但是按照原本的：

三角形水管两端是三角形
正方形水管两端是正方形
椭圆形水管两端是椭圆形

那是肯定接不上的，因为三角形、正方形、椭圆形的口怎么和墙壁上圆形的口对接呢？

所以先要实现接口，把：

三角形水管一端做成圆形
正方形水管一端做成圆形
椭圆形水管一端做成圆形

如图，所以，圆形接口做出来了，具体实现是客户去安装，接口本身并不会安装其他形状的水管，换句话说就是接口没有具体实现，只是告诉你，你的水管要接入，必须有一端是圆形的（接口的约束），因为我只留这个圆形的接口，你要装别的形状的管子，先把一个弄成圆形的就好了（子类去实现接口的方法），不管什么形状，都要一个必须做成圆形才能对接得上，它必须要你按照我的规范来做。这就是为什么新手会觉得接口什么都不做，只定义接口，没有任何实现，那不是多此一举吗？因为它的实现是子类去完成。这样只要客户喜欢什么形状的水管，只要实现了我的接口（圆形），都能对接得上，而且改变起来也很方便，只要把水管扭上去就行了，不用在去给墙壁挖洞了。

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初步了解接口，再用代码进一步理解

需求：公司有两个人分别写了2个动物类，让你写一个类来输出它们各自喜欢的食物。

//A写的Dog类，里面有个likeFood方法
class Dog 
{

    public void likeFood()
    {
        Print("我是小狗，我喜欢吃肉");
    }
    
}
//B写的Cat类，里面有个likeFood方法，如下：
class Cat 
{

    public void likeFood()
    {
        Print("我是小猫，我喜欢吃鱼");
    }
    
}

你写的Zoo类如下：

//动物园类
class Zoo {

    public void show(Dog dog){
        dog.likeFood();
    }

    public void show(Cat cat){
        cat.likeFood();
    }

}

在输出的时候使用如下：

void Main() 
{
    Zoo zoo = new Zoo();
    zoo.show(new Dog()); //"我是小狗，我喜欢吃肉"
    zoo.show(new Cat()); //"我是小猫，我喜欢吃鱼"
}

这一切工作良好，但好景不长，公司又需要给动物园增加一个猴子，让C去写这个Monkey类，并能输出它喜欢的食物。

class Dog 
{

    public void likeFood()
    {
        Console.WriteLine("我是小狗，我喜欢吃肉");
    }
    
}
//B写的Cat类，里面有个likeFood方法，如下：
class Cat 
{

    public void likeFood()
    {
        Console.WriteLine("我是小猫，我喜欢吃鱼");
    }
    
}
//C写的Monkey类，里面有个likeFood方法，如下：
class Monkey 
{

    public void likeFood()
    {
        Console.WriteLine("我是猴子，我喜欢吃桃子");
    }
    
}

于是你的Zoo类就变成了这样，仅仅多了一个重载方法：

class Zoo 
{
    public void show(Dog dog)
    {
        dog.likeFood();
    }

    public void show(Cat cat)
    {
        cat.likeFood();
    }

    public void show(Monkey money)
    {
        money.likeFood();
    }
}

void Main() 
{

    Zoo zoo = new Zoo();
    zoo.show(new Dog()); //"我是小狗，我喜欢吃肉"
    zoo.show(new Cat()); //"我是小猫，我喜欢吃鱼"
    zoo.show(new Monkey()); //"我是猴子，我喜欢吃桃子"

}

虽然只是增加了一个类，但善于思考的你马上就会想到：“如果后面还有更多动物要输出它们喜欢的食物，我的Zoo类都要修改，这对我来说不是一件好事。”
仔细观察Zoo类，发现不变的是show方法，变化的是show方法是参数。因为每个动物都不一样，所以参数也就不一样。所以原来就需要重载多个方法。
如果有一个类，能接收所有动物，那不就解决了？没错，于是你想到了定义一个父类叫Animal，里面有个likeFood方法，让所有动物类去继承Animal。

class Zoo 
{

    public void show(Animal animal)
    {
        animal.likeFood();
    }

}

class Animal 
{

    public void likeFood()
    {
        Print("我是Animal类");
    }

}

你告诉原来的A和B两人，让它们写的动物类都去继承Animal，并且里面有个输出动物喜欢食物的方法。

class Dog : Animal 
{

    public void likeFood()
    {
        Print("我是小狗，我喜欢吃肉");
    }
    
}

class Cat : Animal 
{

    public void likeFood()
    {
        Print("我是小猫，我喜欢吃鱼");
    }
    
}

class Monkey : Animal 
{

    public void likeFood()
    {
        Print("我是猴子，我喜欢吃桃子");
    }
    
}

运行也一切良好，不管你以后还有什么类，只要让需要添加的动物类，继承Animal，并有个likeFood方法，那么你无需修改Zoo，只需要再main方法里传入动物类的实例就能正常工作。
你大赞你聪明绝顶，这样一来，你的Zoo根本不需要改变了。
有一天，公司新来一个人，暂时叫D吧，公司让D写个兔子类，你告诉D，你写的Rabbit类必须继承Animal，并且有一个它喜欢的食物的方法。

class Rabbit : Animal 
{

    public void favoriteFood()
    {
        Print("我是兔子，我喜欢吃萝卜");
    }
    
}

void Main() 
{

    Zoo zoo = new Zoo();
    zoo.show(new Dog()); //"我是小狗，我喜欢吃肉"
    zoo.show(new Cat()); //"我是小猫，我喜欢吃鱼"
    zoo.show(new Monkey()); //"我是猴子，我喜欢吃桃子"
    zoo.show(new Rabbit()); //"我是Animal类"

}

Raabit并没有输出预想的结果，你不得不花了点时间去排查原因，最后你发现这不是什么大问题，因为新来的D虽然写了Rabbit类，但是他并不知道你们之前约定的动物喜欢的食物命名为：likeFood()
D写的Rabbit类，里面的方法叫：favoriteFood()
虽然最后D修改他的Rabbit类的方法为likeFood()，但你还是对这个问题做了一番思考，为什么会导致这个问题？
那是因为没有一种约束，使得子类继承父类的时候必须实现父类的方法。有没有一个类，能让它的子类必须实现它定义的方法？有，那就是接口。
于是你修改Animal为接口，代码如下：

interface Animal {

    public void likeFood();
    
}

总结

由上述的例子可以总结接口的几个用处：

1. 使代码易于维护，不管增加多少动物类，只要实现了animal接口，就都能拿来用
2. 制定一种标准和规范，减少命名不统一带来的一系列问题
3. 方便团队开发，设计者不用关心具体方法的实现，实现者可以清楚地知道自己的任务是什么。

这里还有一个问题：在我写代码时，都是先有方法，对象，再有类，然后才去抽象成接口，那么我的每一个类都需要抽象成接口吗？在开发过程中，每写一个方法都要去写它的接口的抽象方法，实现它的serviceTest以及调用它的controllerTest，最后才能真正放到程序中去用，即使是一个小小的功能都要做很多“无用功”，而且需求一旦变更，改起来不是更麻烦？