Інтерфейс Java (з прикладами)

У цьому підручнику ми дізнаємося про інтерфейси Java. Ми дізнаємось, як реалізувати інтерфейси і коли їх детально використовувати за допомогою прикладів.

Інтерфейс - це повністю абстрактний клас, що включає групу методів без тіла.

У Java інтерфейс визначає набір специфікацій, які повинні реалізовувати інші класи. Наприклад,

 interface Language ( public void getName(); )

Тут ми використали interfaceключове слово для створення інтерфейсу з назвою Language. Інтерфейс мови визначає специфікацію getName().

Тепер кожен клас, який використовує цей інтерфейс, повинен реалізувати getName()специфікацію.

Приклад: Інтерфейс Java

 // create an interface interface Language ( void getName(String name); ) // class implements interface class ProgrammingLanguage implements Language ( // implementation of abstract method public void getName(String name) ( System.out.println("Programming Language: " + name); ) ) class Main ( public static void main(String() args) ( ProgrammingLanguage language = new ProgrammingLanguage(); language.getName("Java"); ) )

Вихідні дані

 Мова програмування: Java

У наведеному вище прикладі ми створили інтерфейс з назвою Language. Інтерфейс включає абстрактний метод getName().

Тут клас ProgrammingLanguage реалізує інтерфейс і забезпечує реалізацію методу.

Не обов’язково використовувати abstractключове слово під час оголошення абстрактних методів всередині інтерфейсу. Це тому, що інтерфейс включає лише абстрактні методи, а не звичайні методи.

Примітка : Усі методи всередині інтерфейсу є неявними, publicа всі поля неявно public static final. Наприклад,

 interface Language ( // by default public static final String type = "programming language"; // by default public void getName(); )

Впровадження інтерфейсу

Як і абстрактні класи, ми не можемо створювати об'єкти інтерфейсу. Однак ми можемо реалізувати інтерфейс.

Ми використовуємо implementsключове слово для реалізації інтерфейсу. Наприклад,

 // create an interface interface Polygon ( void getArea(int length, int breadth); ) // implement the Polygon interface class Rectangle implements Polygon ( // implementation of abstract method public void getArea(int length, int breadth) ( System.out.println("The area of the rectangle is " + (length * breadth)); ) ) class Main ( public static void main(String() args) ( // create an object Rectangle r1 = new Rectangle(); r1.getArea(5, 6); ) )

Вихідні дані

 Площа прямокутника дорівнює 30

У наведеному вище прикладі ми створили інтерфейс з іменем Полігон. Інтерфейс містить абстрактний метод getArea().

Тут клас Rectangle реалізує Polygon. І, забезпечує реалізацію getArea()методу.

Примітка : Клас може реалізувати кілька інтерфейсів. Наприклад,

 interface A ( // members of A ) interface B ( // members of B ) class C implements A, B ( // abstract members of A // abstract members of B )

Розширення інтерфейсу

Подібно до класів, інтерфейси можуть розширювати інші інтерфейси. extendsКлючове слово використовується для розширення інтерфейсів. Наприклад,

 interface Line ( // members of Line interface ) // extending interface interface Polygon extends Line ( // members of Polygon interface // members of Line interface )

Тут інтерфейс Polygon розширює інтерфейс Line. Тепер, якщо який-небудь клас реалізує Polygon, він повинен надати реалізації для всіх абстрактних методів як Line, так і Polygon.

Примітка : Інтерфейс може розширювати декілька інтерфейсів. Наприклад,

 interface A (… ) interface B (… ) interface C extends A, B (… )

Переваги інтерфейсу в Java

Тепер, коли ми знаємо, що таке інтерфейси, давайте дізнаємося про те, чому інтерфейси використовуються в Java.

• Інтерфейси забезпечують специфікації , яким повинен відповідати клас (який його реалізує).
  У нашому попередньому прикладі ми використовували getArea()як специфікацію всередині інтерфейсу Polygon. Це як встановлення правила, згідно з яким ми повинні мати змогу отримати площу кожного багатокутника.
  Тепер будь-який клас, який реалізує інтерфейс Polygon, повинен забезпечити реалізацію getArea()методу.
• Подібно до абстрактних класів, інтерфейси допомагають нам досягти абстракції в Java .
  Тут ми знаємо, getArea()обчислює площу багатокутників, але спосіб обчислення площі різний для різних полігонів. Отже, реалізація getArea()не залежить одна від одної.
• Інтерфейси також використовуються для досягнення багаторазового успадкування в Java. Наприклад,
  

   interface Line (… ) interface Polygon (… ) class Rectangle implements Line, Polygon (… )

  
  Тут клас Rectangle реалізує два різні інтерфейси. Ось як ми досягаємо багаторазового успадкування в Java.

методи за замовчуванням в інтерфейсах Java

З виходом Java 8 ми тепер можемо додавати методи з реалізацією всередині інтерфейсу. Ці методи називаються методами за замовчуванням.

Для оголошення методів за замовчуванням всередині інтерфейсів ми використовуємо defaultключове слово. Наприклад,

 public default void getSides() ( // body of getSides() )

Чому методи за замовчуванням?

Let's take a scenario to understand why default methods are introduced in Java.

Suppose, we need to add a new method in an interface.

We can add the method in our interface easily without implementation. However, that's not the end of the story. All our classes that implement that interface must provide an implementation for the method.

If a large number of classes were implementing this interface, we need to track all these classes and make changes in them. This is not only tedious but error-prone as well.

To resolve this, Java introduced default methods. Default methods are inherited like ordinary methods.

Let's take an example to have a better understanding of default methods.

Example: Default Method in Java Interface

 interface Polygon ( void getArea(); // default method default void getSides() ( System.out.println("I can get sides of a polygon."); ) ) // implements the interface class Rectangle implements Polygon ( public void getArea() ( int length = 6; int breadth = 5; int area = length * breadth; System.out.println("The area of the rectangle is " + area); ) // overrides the getSides() public void getSides() ( System.out.println("I have 4 sides."); ) ) // implements the interface class Square implements Polygon ( public void getArea() ( int length = 5; int area = length * length; System.out.println("The area of the square is " + area); ) ) class Main ( public static void main(String() args) ( // create an object of Rectangle Rectangle r1 = new Rectangle(); r1.getArea(); r1.getSides(); // create an object of Square Square s1 = new Square(); s1.getArea(); s1.getSides(); ) )

Output

 The area of the rectangle is 30 I have 4 sides. The area of the square is 25 I can get sides of a polygon.

In the above example, we have created an interface named Polygon. It has a default method getSides() and an abstract method getArea().

Here, we have created two classes Rectangle and Square that implement Polygon.

The Rectangle class provides the implementation of the getArea() method and overrides the getSides() method. However, the Square class only provides the implementation of the getArea() method.

Now, while calling the getSides() method using the Rectangle object, the overridden method is called. However, in the case of the Square object, the default method is called.

private and static Methods in Interface

The Java 8 also added another feature to include static methods inside an interface.

Similar to a class, we can access static methods of an interface using its references. For example,

 // create an interface interface Polygon ( staticMethod()(… ) ) // access static method Polygon.staticMethod();

Note: With the release of Java 9, private methods are also supported in interfaces.

We cannot create objects of an interface. Hence, private methods are used as helper methods that provide support to other methods in interfaces.

Practical Example of Interface

Let's see a more practical example of Java Interface.

 // To use the sqrt function import java.lang.Math; interface Polygon ( void getArea(); // calculate the perimeter of a Polygon default void getPerimeter(int… sides) ( int perimeter = 0; for (int side: sides) ( perimeter += side; ) System.out.println("Perimeter: " + perimeter); ) ) class Triangle implements Polygon ( private int a, b, c; private double s, area; // initializing sides of a triangle Triangle(int a, int b, int c) ( this.a = a; this.b = b; this.c = c; s = 0; ) // calculate the area of a triangle public void getArea() ( s = (double) (a + b + c)/2; area = Math.sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c)); System.out.println("Area: " + area); ) ) class Main ( public static void main(String() args) ( Triangle t1 = new Triangle(2, 3, 4); // calls the method of the Triangle class t1.getArea(); // calls the method of Polygon t1.getPerimeter(2, 3, 4); ) )

Output

 Area: 2.9047375096555625 Perimeter: 9

In the above program, we have created an interface named Polygon. It includes a default method getPerimeter() and an abstract method getArea().

We can calculate the perimeter of all polygons in the same manner so we implemented the body of getPerimeter() in Polygon.

Now, all polygons that implement Polygon can use getPerimeter() to calculate perimeter.

Однак правило обчислення площі різне для різних багатокутників. Отже, getArea()включається без реалізації.

Будь-який клас, який реалізує Polygon, повинен забезпечити реалізацію getArea().