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Java語言的接口與類型安全

接口是實(shí)現(xiàn)構(gòu)件可插入性的關(guān)鍵，可插入構(gòu)件的關(guān)鍵在于存在一個(gè)公用的接口，以及每個(gè)構(gòu)件實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口。

　　什么是接口？

　　Java中的接口是一系列方法的聲明，是一些方法特征的集合，一個(gè)接口只有方法的特征沒有方法的實(shí)現(xiàn)，因此這些方法可以在不同的地方被不同的類實(shí)現(xiàn)，而這些實(shí)現(xiàn)可以具有不同的行為（功能）。

　　接口的兩種含義：一，Java接口，Java語言中存在的結(jié)構(gòu)，有特定的語法和結(jié)構(gòu)；二，一個(gè)類所具有的方法的特征集合，是一種邏輯上的抽象。前者叫做“Java接口”，后者叫做“接口”。

　　在Java語言規(guī)范中，一個(gè)方法的特征僅包括方法的名字，參數(shù)的數(shù)目和種類，而不包括方法的返回類型，參數(shù)的名字以及所拋出來的異常。在Java編譯器檢查方法的重載時(shí)，會(huì)根據(jù)這些條件判斷兩個(gè)方法是否是重載方法。但在Java編譯器檢查方法的置換時(shí)，則會(huì)進(jìn)一步檢查兩個(gè)方法（分處超類型和子類型）的返還類型和拋出的異常是否相同。

　　接口繼承和實(shí)現(xiàn)繼承的規(guī)則不同，一個(gè)類只有一個(gè)直接父類，但可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口。

　　Java接口本身沒有任何實(shí)現(xiàn)，因?yàn)镴ava接口不涉及表象，而只描述public行為，所以Java接口比Java抽象類更抽象化。

　　Java接口的方法只能是抽象的和公開的，Java接口不能有構(gòu)造器，Java接口可以有public,靜態(tài)的和final屬性。

　　接口把方法的特征和方法的實(shí)現(xiàn)分割開來。這種分割體現(xiàn)在接口常常代表一個(gè)角色，它包裝與該角色相關(guān)的操作和屬性，而實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口的類便是扮演這個(gè)角色的演員。一個(gè)角色由不同的演員來演，而不同的演員之間除了扮演一個(gè)共同的角色之外，并不要求其它的共同之處。

　　為什么使用接口？

　　兩個(gè)類中的兩個(gè)類似的功能，調(diào)用他們的類動(dòng)態(tài)的決定一種實(shí)現(xiàn)，那他們提供一個(gè)抽象父類，子類分別實(shí)現(xiàn)父類所定義的方法。

　　問題的出現(xiàn)：Java是一種單繼承的語言，一般情況下，哪個(gè)具體類可能已經(jīng)有了一個(gè)超類，解決是給它的父類加父類，或者給它父類的父類加父類，只到移動(dòng)到類等級(jí)結(jié)構(gòu)的最頂端。這樣一來，對(duì)一個(gè)具體類的可插入性的設(shè)計(jì)，就變成了對(duì)整個(gè)等級(jí)結(jié)構(gòu)中所有類的修改。

　　接口是可插入性的保證。

　　在一個(gè)等級(jí)結(jié)構(gòu)中的任何一個(gè)類都可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口，這個(gè)接口會(huì)影響到此類的所有子類，但不會(huì)影響到此類的任何超類。此類將不得不實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口所規(guī)定的方法，而其子類可以從此類自動(dòng)繼承這些方法，當(dāng)然也可以選擇置換掉所有的這些方法，或者其中的某一些方法，這時(shí)候，這些子類具有了可插入性（并且可以用這個(gè)接口類型裝載，傳遞實(shí)現(xiàn)了他的所有子類）。

　　我們關(guān)心的不是那一個(gè)具體的類，而是這個(gè)類是否實(shí)現(xiàn)了我們需要的接口。

　　接口提供了關(guān)聯(lián)以及方法調(diào)用上的可插入性，軟件系統(tǒng)的規(guī)模越大，生命周期越長(zhǎng)，接口使得軟件系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性，可插入性方面得到保證。

　　類型

　　使用Java接口將軟件單位與內(nèi)部和外部耦合起來。使用Java接口不是具體的類進(jìn)行變量的類型聲明，方法的返還類型聲明，參量的類型聲明，以及數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換。

　　在理想的情況下，一個(gè)具體的Java類應(yīng)當(dāng)只實(shí)現(xiàn)Java接口和抽象Java類中聲明的方法，而不應(yīng)當(dāng)給多余方法。

　　類型等級(jí)結(jié)構(gòu)

　　Java接口（以及抽象類）一般用來作為一個(gè)類型的等級(jí)結(jié)構(gòu)的起點(diǎn)。

　　如果一個(gè)類已經(jīng)有了一個(gè)主要的超類型，那么通過實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口，這個(gè)類可以擁有另一個(gè)次要的超類型，這種次要的超類型叫做混合類型。

　　Java接口常用方法

　　單方法接口

　　public interface Actionlistener(){

　　public abstract void actionPerformed(ActionEvent event);

　　}

　　僅且只有一個(gè)方法，只有實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口（重寫這個(gè)接口中的唯一一個(gè)方法），你才有資格去事件監(jiān)聽器列表里注冊(cè)（參數(shù)為Actionlistener類型），當(dāng)事件源變動(dòng)時(shí)，自動(dòng)調(diào)用這個(gè)唯一的actionPerformed方法.

　　標(biāo)識(shí)接口

　　是沒有任何方法和屬性的接口。標(biāo)識(shí)接口不對(duì)實(shí)現(xiàn)它的類有任何語意上的要求，它僅僅表明了實(shí)現(xiàn)它的類屬于一個(gè)特定的類型（傳遞）。

　　不推薦過多的使用標(biāo)識(shí)接口。

　　常量接口

　　用Java接口來聲明一些常量，然后由實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口的類使用這些常量（以前在做畫板的時(shí)候這么干過）。建議不要模仿這種常量接口的做法。

　　Java語言類型安全問題

　　Java是強(qiáng)類型的語言。這意味著Java編譯器會(huì)對(duì)代碼進(jìn)行檢查，以確定沒一次賦值，每一次方法的調(diào)用是符合類型的。如果有任何不相符合的情況，Java編譯器就會(huì)給出錯(cuò)誤。

　　類型檢查是基于這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的事實(shí)：每一變量的聲明都給這個(gè)變量一個(gè)類型；每一個(gè)方法包括構(gòu)造器的聲明都給這個(gè)方法的特征。這樣一來，Java編譯器可以對(duì)任何的表達(dá)式推斷出一個(gè)明顯類型，Java編譯器可以基于明顯類型對(duì)類型進(jìn)行檢查。

　　Java語言是類型安全的。這就是說，任何被Java編譯器接受的合法的Java類保證是類型安全的。換言之，在程序運(yùn)行期間，不會(huì)有任何類型的錯(cuò)誤。一個(gè)Java程序根本不可能將一個(gè)本來屬于一個(gè)類型的變量當(dāng)作另一個(gè)類型處理，因此也就不會(huì)產(chǎn)生由此而引起的錯(cuò)誤。

　　簡(jiǎn)單的說，Java語言依靠三種機(jī)制做到了類型安全：編譯期間的類型檢查，自動(dòng)的存儲(chǔ)管理，數(shù)組的邊界檢查。

　　注：本篇大部分內(nèi)容出之閻宏老師的《Java與模式》。

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