Java - Giao diện

Giao diện là một kiểu tham chiếu trong Java. Nó tương tự như lớp học. Nó là một tập hợp các phương thức trừu tượng. Một lớp thực hiện một giao diện, do đó kế thừa các phương thức trừu tượng của giao diện.

Cùng với các phương thức trừu tượng, một giao diện cũng có thể chứa các hằng số, phương thức mặc định, phương thức tĩnh và các kiểu lồng nhau. Các thân phương thức chỉ tồn tại cho các phương thức mặc định và phương thức tĩnh.

Viết một giao diện tương tự như viết một lớp. Nhưng một lớp mô tả các thuộc tính và hành vi của một đối tượng. Và một giao diện chứa các hành vi mà một lớp thực hiện.

Trừ khi lớp triển khai giao diện là trừu tượng, tất cả các phương thức của giao diện cần được định nghĩa trong lớp.

Giao diện tương tự như một lớp theo những cách sau:

Một giao diện có thể chứa bất kỳ số lượng phương thức nào.
Giao diện được viết trong một tệp có .java phần mở rộng, với tên của giao diện khớp với tên của tệp.
Mã byte của một giao diện xuất hiện trong .class tập tin.
Các giao diện xuất hiện trong các gói và tệp bytecode tương ứng của chúng phải nằm trong cấu trúc thư mục khớp với tên gói.

Tuy nhiên, giao diện khác với một lớp theo một số cách, bao gồm:

Bạn không thể khởi tạo một giao diện.
Một giao diện không chứa bất kỳ hàm tạo nào.
Tất cả các phương thức trong một giao diện là trừu tượng.
Một giao diện không thể chứa các trường cá thể. Các trường duy nhất có thể xuất hiện trong giao diện phải được khai báo cả tĩnh và cuối cùng.
Một giao diện không được mở rộng bởi một lớp; nó được thực hiện bởi một lớp.
Một giao diện có thể mở rộng nhiều giao diện.

Khai báo giao diện

Các interfacetừ khóa được sử dụng để khai báo một giao diện. Đây là một ví dụ đơn giản để khai báo một giao diện -

Thí dụ

Sau đây là một ví dụ về giao diện -

/* File name : NameOfInterface.java */
import java.lang.*;
// Any number of import statements

public interface NameOfInterface {
   // Any number of final, static fields
   // Any number of abstract method declarations\
}

Các giao diện có các thuộc tính sau:

Một giao diện là hoàn toàn trừu tượng. Bạn không cần phải sử dụngabstract trong khi khai báo một giao diện.
Mỗi phương thức trong một giao diện cũng hoàn toàn trừu tượng, vì vậy từ khóa trừu tượng là không cần thiết.
Các phương thức trong một giao diện là hoàn toàn công khai.

Thí dụ

/* File name : Animal.java */
interface Animal {
   public void eat();
   public void travel();
}

Triển khai giao diện

Khi một lớp triển khai một giao diện, bạn có thể coi lớp đó giống như việc ký một hợp đồng, đồng ý thực hiện các hành vi cụ thể của giao diện. Nếu một lớp không thực hiện tất cả các hành vi của giao diện, thì lớp đó phải tự khai báo là trừu tượng.

Một lớp sử dụng implementstừ khóa để triển khai một giao diện. Từ khóa triển khai xuất hiện trong khai báo lớp sau phần mở rộng của khai báo.

Thí dụ

/* File name : MammalInt.java */
public class MammalInt implements Animal {

   public void eat() {
      System.out.println("Mammal eats");
   }

   public void travel() {
      System.out.println("Mammal travels");
   } 

   public int noOfLegs() {
      return 0;
   }

   public static void main(String args[]) {
      MammalInt m = new MammalInt();
      m.eat();
      m.travel();
   }
}

Điều này sẽ tạo ra kết quả sau:

Đầu ra

Mammal eats
Mammal travels

Khi ghi đè các phương thức được xác định trong giao diện, có một số quy tắc cần tuân theo:

Các ngoại lệ được kiểm tra không nên được khai báo trên các phương thức triển khai khác với các ngoại lệ được khai báo bởi phương thức giao diện hoặc các lớp con của những ngoại lệ được khai báo bởi phương thức giao diện.
Chữ ký của phương thức giao diện và kiểu trả về hoặc kiểu con giống nhau nên được duy trì khi ghi đè các phương thức.
Bản thân một lớp thực thi có thể trừu tượng và nếu vậy, các phương thức giao diện không cần được thực hiện.

Khi giao diện triển khai, có một số quy tắc:

Một lớp có thể triển khai nhiều giao diện cùng một lúc.
Một lớp chỉ có thể mở rộng một lớp, nhưng triển khai nhiều giao diện.
Một giao diện có thể mở rộng một giao diện khác, theo cách tương tự như một lớp có thể mở rộng một lớp khác.

Mở rộng giao diện

Một giao diện có thể mở rộng một giao diện khác giống như cách mà một lớp có thể mở rộng một lớp khác. Cácextends từ khóa được sử dụng để mở rộng một giao diện và giao diện con kế thừa các phương thức của giao diện mẹ.

Giao diện Thể thao sau đây được mở rộng bởi giao diện Khúc côn cầu và Bóng đá.

Thí dụ

// Filename: Sports.java
public interface Sports {
   public void setHomeTeam(String name);
   public void setVisitingTeam(String name);
}

// Filename: Football.java
public interface Football extends Sports {
   public void homeTeamScored(int points);
   public void visitingTeamScored(int points);
   public void endOfQuarter(int quarter);
}

// Filename: Hockey.java
public interface Hockey extends Sports {
   public void homeGoalScored();
   public void visitingGoalScored();
   public void endOfPeriod(int period);
   public void overtimePeriod(int ot);
}

Giao diện Hockey có bốn phương thức, nhưng nó kế thừa hai phương thức từ Sports; do đó, một lớp triển khai Hockey cần thực hiện tất cả sáu phương thức. Tương tự, một lớp triển khai Bóng đá cần xác định ba phương thức từ Bóng đá và hai phương thức từ Thể thao.

Mở rộng nhiều giao diện

Một lớp Java chỉ có thể mở rộng một lớp cha. Không cho phép nhiều thừa kế. Tuy nhiên, các giao diện không phải là các lớp và một giao diện có thể mở rộng nhiều hơn một giao diện mẹ.

Từ khóa kéo dài được sử dụng một lần và các giao diện mẹ được khai báo trong danh sách được phân tách bằng dấu phẩy.

Ví dụ: nếu giao diện Khúc côn cầu mở rộng cả Thể thao và Sự kiện, nó sẽ được khai báo là:

Thí dụ

public interface Hockey extends Sports, Event

Gắn thẻ giao diện

Việc sử dụng giao diện mở rộng phổ biến nhất xảy ra khi giao diện mẹ không chứa bất kỳ phương thức nào. Ví dụ: giao diện MouseListener trong gói java.awt.event mở rộng java.util.EventListener, được định nghĩa là:

Thí dụ

package java.util;
public interface EventListener
{}

Một giao diện không có phương thức nào trong đó được gọi là tagginggiao diện. Có hai mục đích thiết kế cơ bản của giao diện gắn thẻ:

Creates a common parent- Như với giao diện EventListener, được mở rộng bởi hàng chục giao diện khác trong Java API, bạn có thể sử dụng giao diện gắn thẻ để tạo giao diện mẹ chung giữa một nhóm giao diện. Ví dụ, khi một giao diện mở rộng EventListener, JVM biết rằng giao diện cụ thể này sẽ được sử dụng trong một kịch bản ủy quyền sự kiện.

Adds a data type to a class- Tình huống này là do thuật ngữ, việc gắn thẻ đến từ đâu. Một lớp triển khai giao diện gắn thẻ không cần xác định bất kỳ phương thức nào (vì giao diện không có bất kỳ phương thức nào), nhưng lớp này trở thành một kiểu giao diện thông qua tính đa hình.