《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》教案第21講教學(xué)對象計算機(jī)科學(xué)技術(shù)專業(yè)授課內(nèi)容8.1接口8.2接口方法課程標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)目標(biāo)（一）知識目標(biāo)1.了解接口的作用2.掌握接口的定義、實(shí)現(xiàn)、繼承以及接口常量3.了解接口的各種方法，包括私有方法、默認(rèn)方法、靜態(tài)方法（二）能力目標(biāo)能夠熟練使用抽象類及接口解決實(shí)際問題教學(xué)方法采用講授法、演示法、討論法、案例教學(xué)。學(xué)時及分配（第1學(xué)時50分鐘）課堂講授30分鐘課堂練習(xí)20分鐘8.1.1接口的定義8.1.2接口的實(shí)現(xiàn)8.1.3接口的繼承8.1.4接口類型的使用8.1.5常量學(xué)時及分配（第2學(xué)時50分鐘）課堂講授30分鐘課堂練習(xí)20分鐘8.2.1默認(rèn)方法8.2.2私有方法8.2.3靜態(tài)方法8.2.4關(guān)于接口與抽象類知識點(diǎn)分析重點(diǎn)：1.接口的定義及使用2.接口的實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)：接口的繼承、類繼承及接口實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程設(shè)計內(nèi)容方式問題導(dǎo)入：Java語言中所有的類都處于一個類層次結(jié)構(gòu)中，除Object類以外，所有的類都只有一個直接父類，即子類與父類之間是單繼承的關(guān)系，而不允許多重繼承。而現(xiàn)實(shí)問題類之間的繼承關(guān)系往往是多繼承的關(guān)系，為了實(shí)現(xiàn)多重繼承，Java語言通過接口使得處于不同層次、甚至互不相關(guān)的類具有相同的行為。內(nèi)容要點(diǎn)8.1.1接口定義接口（interface）定義了一種可以被類層次中的任何類實(shí)現(xiàn)的行為的協(xié)議。在Java8之前，接口中只能定義常量和抽象方法，從Java8開始，接口中還可以定義默認(rèn)方法、靜態(tài)方法和私有方法。接口主要為實(shí)現(xiàn)類提供一種操作契約，接口可以用來實(shí)現(xiàn)多重繼承。接口的定義與類的定義類似，包括接口聲明和接口體兩部分。接口聲明使用interface關(guān)鍵字，格式如下：[public]interface接口名[extends超接口]{//接口體}【案例8-1】一個簡單的接口Eatable（可吃的）。接口中的抽象方法只有聲明，沒有實(shí)現(xiàn)。抽象方法也可以省略public、abstract修飾符，省略修飾符編譯器自動加上。在UML中，接口的表示與類圖類似，圖8-1是Eatable接口的UML圖，其中接口名上方使用<<interface>>表示接口，接口名和抽象方法名使用斜體表示。8.1.2接口的實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)接口就是實(shí)現(xiàn)接口中定義的抽象方法，這需要在類聲明中用implements子句來表示實(shí)現(xiàn)接口，一般格式如下：[public]class類名implements接口列表{//類體定義}一個類可以實(shí)現(xiàn)多個接口，這需要在implements子句中指定要實(shí)現(xiàn)的接口并用逗號分隔。在這種情況下如果把接口理解成特殊的類，那么這個類利用接口實(shí)際上實(shí)現(xiàn)了多繼承。如果實(shí)現(xiàn)接口的類不是abstract類，則在類的定義部分必須實(shí)現(xiàn)接口中的所有抽象方法，即必須保證非abstract類中不能存在abstract方法?！景咐?-2】定義Mutton類實(shí)現(xiàn)Eatable接口。由于Mutton類不是抽象類，它必須實(shí)現(xiàn)Eatable接口中的howToEat()方法。為了保證實(shí)現(xiàn)的方法是接口中定義的方法，也應(yīng)該使用@Override注解。8.1.3接口的繼承一個接口可以繼承一個或多個接口。與類的繼承類似，子接口繼承父接口中的常量、抽象方法、默認(rèn)方法。定義接口的繼承仍使用extends關(guān)鍵字，一般格式如下：[public]interface接口名extends接口列表{//接口體定義}接口的繼承是子接口繼承父接口中的抽象方法和默認(rèn)方法。與類的繼承不同，一個接口可以繼承多個父接口?！景咐?-3】定義AA接口和BB接口，然后定義CC接口繼承了AA接口和BB接口。【程序9-3】CC.java上述AA、BB、CC接口與DD類之間的關(guān)系如圖8-3所示，圖中虛線表示接口實(shí)現(xiàn)。可以看到，接口允許多繼承，而類的繼承只能是單繼承。一個類實(shí)現(xiàn)多個接口就要實(shí)現(xiàn)每個接口中的抽象方法。接口中的常量和默認(rèn)方法都被實(shí)現(xiàn)類繼承，但接口中的靜態(tài)方法不被繼承。8.1.4接口類型的使用接口也是一種引用類型，任何實(shí)現(xiàn)該接口的實(shí)例都可以存儲在該接口類型的變量中。當(dāng)通過接口對象調(diào)用某個方法時，Java運(yùn)行時系統(tǒng)確定該調(diào)用哪個類中的方法。9.1.5常量定義在接口中的任何變量都自動加上public、final、static屬性，因此它們都是常量，常量的定義可以省略修飾符，下面三行代碼效果相同。intSTATUS=100;publicintSTATUS=100;publicfinalstaticintSTATUS=100;按照J(rèn)ava標(biāo)識符命名慣例，常量名都使用大寫字母命名。接口中的常量應(yīng)該使用接口名引用。8.2接口方法在Java的早期版本中，接口的所有方法都必須是抽象的。從Java8開始可以在接口中添加兩種有具體實(shí)現(xiàn)的方法：靜態(tài)方法和默認(rèn)方法。在Java9中，還可以定義私有（private）方法。8.2.1默認(rèn)方法可以給接口中任何方法提供一個默認(rèn)實(shí)現(xiàn)，這稱為默認(rèn)方法（defaultmethod）。默認(rèn)方法需要使用default關(guān)鍵字定義。publicinterfaceBB{publicvoidshow();//一個抽象方法一個默認(rèn)方法，有方法體publicdefaultvoidprint(){一個默認(rèn)方法，有方法體System.out.println("這是BB接口的默認(rèn)方法");}}默認(rèn)方法需要通過引用變量調(diào)用。默認(rèn)方法可以被子接口和實(shí)現(xiàn)類繼承，但子接口中若定義相同的默認(rèn)方法，父接口的默認(rèn)方法被隱藏。8.2.2私有方法在Java9中，除了靜態(tài)方法和默認(rèn)方法外，還可以在接口中定義私有方法。私有方法通常實(shí)現(xiàn)某種行為，這些行為可以被默認(rèn)方法調(diào)用。publicinterfaceMyInterface{voidnormalMethod();//抽象方法私有方法實(shí)現(xiàn)某種操作privatevoidinit(){私有方法實(shí)現(xiàn)某種操作System.out.println("完成某些初始化操作");}defaultvoiddefaultMethodA(){在默認(rèn)方法中調(diào)用私有方法

init();在默認(rèn)方法中調(diào)用私有方法}defaultvoiddefaultMethodB(){在默認(rèn)方法中調(diào)用私有方法init();在默認(rèn)方法中調(diào)用私有方法}}如果使用默認(rèn)方法開發(fā)API，那么接口私有方法可能有助于實(shí)現(xiàn)其部分功能。8.2.3靜態(tài)方法在一個類中可以定義靜態(tài)方法，它被該類的所有實(shí)例共享。在Java8中，可以在接口中定義靜態(tài)方法，與接口有關(guān)的靜態(tài)方法都可以在接口中定義，而不再需要輔助類。定義靜態(tài)方法使用static關(guān)鍵字，默認(rèn)的訪問修飾符是public。publicinterfaceSS{intSTATUS=100;靜態(tài)方法也是實(shí)現(xiàn)的方法publicstaticvoiddisplay(){靜態(tài)方法也是實(shí)現(xiàn)的方法System.out.println(STATUS);}}接口的靜態(tài)方法使用“接口名.方法名()”的形式訪問。接口的靜態(tài)方法不能被子接口繼承，也不被實(shí)現(xiàn)類繼承。靜態(tài)方法在哪個接口中定義，就用哪個接口名訪問。8.2.4關(guān)于接口與抽象類在Java8之前的時代，在抽象類和接口之間做出選擇比現(xiàn)在容易。在那時，如果需要在擴(kuò)展/實(shí)現(xiàn)類之間共享一些實(shí)現(xiàn)，就選擇抽象類。否則，就使用接口。今天，也可以將實(shí)現(xiàn)放在接口中，因此創(chuàng)建抽象類的動機(jī)肯定會減少。然而，仍然有一些理由使用抽象類：在抽象類中可以添加最終（final）方法，但在接口中不能。如果想阻止一個方法被覆蓋，這一點(diǎn)非常重要。在抽象類中，可以使用字段保存對象的狀態(tài)。相反，接口中的字段是publicstatic的，這意味著它們的值在實(shí)現(xiàn)類的所有實(shí)例之間共享。在抽象類中可以定義構(gòu)造方法，接口中不能。采用機(jī)房授課邊講邊練，同時用啟發(fā)式、討論式、案例教學(xué)等教學(xué)方法。布置課外學(xué)習(xí)任務(wù)編寫程序，定義一個名為Swimmable（可游泳的）的接口，其中包含voidswim()方法，定義另一個名為Flyable（可飛的）的接口，其中包含voidfly()方法。定義一個名為Ani