Java程序设计入门与精通
第八章
接口与包 教学提示：Java里有两个很重要的概念——接口和抽象类，它们是类概念的扩展。接口是Java中实现多重继承的重要方法。接口的扩展与类的继承类似，但还是有所区别。抽象类则有点类似于“模板”的作用。内部类是Java语言的一个重要附加物，主要用在图形界面编程方面。包被认为是Java的重要特色之一，它体现了OOP的封装思想，为Java中管理大量的类和接口提供了方便。
教学目标：理解Java中接口和抽象类的定义和实现，以及使用方法和技巧。理解内部类在编程中的巧妙应用。理解Java对类的管理机制。
8.1 接口
8.1.1 什么是接口
Java只支持单重继承机制，不支持多重继承，即一个类只能有一个超类。单继承性使得Java结构简单，层次清楚，易于管理，更安全可靠，从而避免了C++中因多重继承而引起的难以预测的冲突。但在实际应用中也需要使用多重继承功能，例如，交通工具类有车辆、飞机、船舶3个子类，各个子类又有它们各自的子类，如图8-1所示。
交通工具 车辆 飞机船舶 非机动车 汽车 喷气式飞机 柴油机船 帆船 燃油 图8-1 多重继承的示意图
其中继承树的叶端类，如汽车、喷气飞机、柴油机船，它们都是使用燃油产生动力，因而它们也会有许多关于燃油的相同的属性和方法，如载油量、每公里耗油量、剩余油量，等属性，以及加油、耗油等方法，如果把这些属性和方法都放入到各个子类中，那么这些子类将有很多相同的内容，类的定义也显得很复杂，同时也不好管理各个类中这方面的内容。如果像C++中那样，子类可以继承多个父类的属性和方法，这个问题就很好解决，设计一个燃油类，
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第八章 接口
用来统一管理燃油这方面的内容，然后汽车、喷气飞机、柴油机船这些子类再从这个燃油类中继承所需的属性和方法，这些类的定义也就变得很简单，管理也方便。但Java中并不允许多重继承，所以Java提供了接口(interface)来解决这类问题。
接口是用来实现类似多重继承功能的一种结构，它在语法上和类很相似，它也有属性和方法，接口间也可以形成继承关系。但接口和类有着很大的区别，它的属性都是常量，方法都是抽象方法，没有方法体，所以它的名字也就称为“接口”。接口只是一个口，里边是空的。在上面的例子中，Java允许定义一个接口：燃油，它可以有一些常量属性和抽象方法，然后在汽车、喷气飞机、柴油机船中分别具体化接口的方法，这样就相当于实现了多重继承。
接口的使用方法是：首先定义一个接口，可以先把它理解成一个特殊的类，然后在某个类中要使用这个接口时，就在这个类的定义时声明要实现某个接口，就相当于多重继承中子类声明它要继承另一个父类。从结构上说，接口有如下特点：
⑴接口用关键字interface来定义，而不是class。
⑵接口中定义的变量全部是静态变量，而且都是最终的静态变量。
⑶接口中没有自身的构造方法，而且定义的方法都是抽象方法，即只提供方法的定 义，而不提供具体的实现。
⑷ 接口采用多重继承机制，而不是采用类的单重继承机制。
8.1.2 接口的定义
接口的定义包括接口声明和接口体两部分。格式为： <修饰符> interface <接口名> {
接口体
} 1.接口声明
接口声明的格式如下：
[public] interface 接口名 [extends 父接口列表] {
...... }
其中public指明任意类均可以使用这个接口，也可以省略。省略时，接口使用默认的访问控制，即接口只能被与它处在同一包中的成员访问。extends子句与类声明中的extends子句基本相同，不同的是一个接口可以有多个父接口，用逗号隔开，而一个类只能有一个父类。子接口继承父接口中所有的常量和方法。
2.接口体
接口体中包含常量定义和方法定义两部分。
在接口中定义的常量默认具有public、final、static的属性。常量定义的具体格式为：
type NAME＝value;
其中type可以是任意类型，NAME是常量名，通常用大写，value是常量值。在接口
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中定义的常量可以被实现该接口的多个类共享。
在接口中声明的方法默认具有public和abstract属性。方法定义的格式为： returnType methodName([Daramlist]);
在接口中的方法method只有定义没有实现，即接口中的方法都是抽象方法，所以实际上接口就是一种特殊的抽象类，这意味着在定义接口时不必考虑怎样实现接口。
【例8-1】 声明接口。
本例声明了接口Student_info表示学生情况，其中有一个成员变量INSCHOOLYEAR和两个成员方法age和output。程序如下：
interface Student_info //学生情况接口 { int INSCHOOLYEAR=2006; int age(); void output();
}
8.1.3 接口的实现与使用
一旦定义了一个接口，一个或更多的类就能实现这个接口。为了实现接口，类必须实现定义在接口中的方法，每个类能自由地决定方法具体实现的细节。Java提倡充分地利用多态性中的“一个接口，多个方法”的特性。
接口的实现类似于继承，只是不用extends，而是用关键字implements声明一个类将实现一个接口，其声明格式如下：
[<修饰符>] class<类名>[extends<超类名>][implements<接口名1>，<接口名2>，…] 其中，<修饰符>可以是public，也可以省略。如果一个类实现一个接口，则必须实现接口中的所有方法，且方法必须声明为public。如果一个类实现多个接口，则用逗号分隔接口列表。
类的声明中用implements子句来表示一个类实现了某个接口，在类体中可以使用接口中定义的常量，而且必须实现接口中定义的所有方法。一个类可以实现多个接口，在implements子句中用逗号分隔。
在类中实现接口所定义的方法时，方法的声明必须与接口中所定义的完全一致。 【例8-2】通过接口实现多态示例。 设计思路：设计一个接口 Shape，定义两个方法：draw()、erase()，在Circle类、Square类和Triangle类的draw()方法、erase()方法具体实现这两个方法的功能。 代码：//file name：NewShapes.java import java.util.*;
//将Shape定义为interface interface Shape{ void draw(); void erase();
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}
//定义Circle类实现Shape class Circle implements Shape{ public void draw(){ System.out.println(\ }
public void erase(){ System.out.println(\ } }
//定义Square类实现Shape class Square implements Shape{ public void draw(){ System.out.println(\ }
public void erase(){ System.out.println(\ } }
//定义Triangle类实现Shape
class Triangle implements Shape{ public void draw(){ System.out.println(\ }
public void erase(){ System.out.println(\ } }
//包含main()的测试类 public class NewShapes{
static void drawOneShape(Shape s){ s.draw(); }
static void drawShapes (Shape[] ss){ for(int i=0;i 131
