36
Допустим, у нас имеется класс, не реализующий интерфейс Readable, — как заставить его работать с Scanner? Перед вами пример класса, генерирующего вещественные числа:
// interfaces/RandomDoubles java import java util *;
public class RandomDoubles {
private static Random rand = new Random(47), public double next О { return rand nextDouble(), } public static void main(String[] args) {
RandomDoubles rd = new RandomDoubles(), for(int i = 0, l < 7. i ++)
System out print(rd next О + " "),
}
} /* Output
0 7271157860730044 0 5309454508634242 0 16020656493302599 0 18847866977771732
0 5166020801268457 0 2678662084200585 0 2613610344283964 *///.-
Мы снова можем воспользоваться схемой адаптера, но на этот раз адаптируемый класс создается наследованием и реализацией интерфейса Readable. Псевдомножественное наследование, обеспечиваемое ключевым словом interface, позволяет создать новый класс, который одновременно является и Random- Doubles, и Readable:
//• interfaces/AdaptedRandomDoubles java // Создание адаптера посредством наследования import java nio *. import java util *,
public class AdaptedRandomDoubles extends RandomDoubles implements Readable { private int count;
public AdaptedRandomDoubles(int count) { this count = count,
}
public int read(CharBuffer cb) { if(count-- == 0)
return -1.
String result = Double toString(nextO) + "
cb.append(result); return result.lengthO;
}
public static void main(String[] args) {
Scanner s = new Scanner(new AdaptedRandomDoubles(7)), while(s hasNextDoubleO)
System.out print(s nextDoubleO + " ");
}
} /* Output-
0.7271157860730044 0.5309454508634242 0 16020656493302599 0 18847866977771732 0.5166020801268457 0.2678662084200585 0.2613610344283964 *///•-
Так как интерфейсы можно добавлять подобным образом только к существующим классам, это означает, что любой класс может быть адаптирован для метода, получающего интерфейс. В этом заключается преимущество интерфейсов перед классами.
Поля в интерфейсах
Так как все поля, помещаемые в интерфейсе, автоматически являются статическими (static) и неизменными (final), объявление interface хорошо подходит для создания групп постоянных значений. До выхода Java SE5 только так можно было имитировать перечисляемый тип enum из языков С и С++:
//• interfaces/Months java
// Использование интерфейсов для создания групп констант, package interfaces:
public interface Months { int
JANUARY = 1, FEBRUARY = 2, MARCH = 3, APRIL = 4, MAY « 5. JUNE = 6, JULY = 7, AUGUST = 8, SEPTEMBER = 9, OCTOBER = 10. NOVEMBER = 11, DECEMBER = 12:
} ///-
Отметьте стиль Java — использование только заглавных букв (с разделением слов подчеркиванием) для полей со спецификаторами static и final, которым присваиваются фиксированные значения на месте описания. Поля интерфейса автоматически являются открытыми (public), поэтому нет необходимости явно указывать это.
В Java SE5 появилось гораздо более мощное и удобное ключевое слово enum, поэтому надобность в применении интерфейсов для определения констант отпала. Впрочем, эта старая идиома еще может встречаться в некоторых старых программах.
Инициализация полей интерфейсов
Поля, определяемые в интерфейсах, не могут быть «пустыми константами», но могут инициализироваться не-константными выражениями. Например:
//• interfaces/RandVals java // Инициализация полей интерфейсов // не-константными выражениями, import java.util.*;
public interface RandVals {
Random RAND = new Random(47); int RANDOM_INT = RAND.nextInt(10); long RAND0M_L0NG = RAND.nextLong() * 10; float RANDOMJLOAT = RAND, next Long () * 10; double RAND0M_D0UBLE = RAND.nextDouble() * 10; } ///.-
Так как поля являются статическими, они инициализируются при первой загрузке класса, которая происходит при первом обращении к любому из полей интерфейса. Простой тест:
//: interfaces/TestRandVals.java import static net.mindview.util.Print.*;
public class TestRandVals {
public static void main(String[] args) { print(RandVals.RANDOMJNT); pri nt(RandVals.RAND0M_L0NG); print(RandVals.RANDOM FLOAT); pri nt(RandVa1s.RANDOM^DOUBLE);
}
} /* Output: 8
-32032247016559954 -8.5939291E18 5.779976127815049 *///:-
Конечно, поля не являются частью интерфейса. Данные хранятся в статической области памяти, отведенной для данного интерфейса.
Вложенные интерфейсы
Интерфейсы могут вкладываться в классы и в другие интерфейсы
1
. При этом обнаруживается несколько весьма интересных особенностей:
//: interfaces/nesting/Nestinglnterfaces.java package interfaces.nesting;
class A {
interface В {
void f();
}
public class BImp implements В { public void f() {}
private class BImp2 implements В {продолжение &public void f() {}
}
public interface С { void f();
}
class CImp implements С { public void f() {}
}
private class CImp2 implements С { public void f() {}
}
private interface D { void f();
}
private class DImp implements D { public void f() {}
}
public class DImp2 implements D { public void f() {}
}
public D getDO { return new DImp2(); }
private D dRef;
public void receiveD(D d) { dRef = d; dRef.fO:
}
interface E {
interface G {
void f();
}
// Избыточное объявление public: public interface H { void f();
}
void g();
// He может быть private внутри интерфейса: //! private interface I {}
public class Nestinglnterfaces {
public class BImp implements А.В { public void f() {}
}
class CImp implements А С { public void f() {}
}
// Private-интерфейс не может быть реализован нигде, // кроме как внутри класса, где он был определен: //! class DImp implements A.D { //! public void f() {} //! }
class EImp implements E { public void g() {}
}
class EGImp implements E.G { public void f() {}
}
class EImp2 implements E { public void g() {} class EG implements E.G { public void f() {}
}
}
public static void main(String[] args) { A a = new ), // Нет доступа к A.D. //! A D ad = a getDO. // He возвращает ничего, кроме A.D: //! A DImp2 di2 = a getDO. // Член интерфейса недоступен //' a getDO f().
// Только другой класс А может использовать getDO А а2 = new А(). а2 receiveD(a getDO).
}
} /// ~
Синтаксис вложения интерфейса в класс достаточно очевиден. Вложенные интерфейсы, как и обычные, могут иметь «пакетную» или открытую (public) видимость.
Любопытная подробность: интерфейсы могут быть объявлены закрытыми (private), как видно на примере A.D (используется тот же синтаксис описания, что и для вложенных классов). Для чего нужен закрытый вложенный интерфейс? Может показаться, что такой интерфейс реализуется только в виде закрытого (private) вложенного класса, подобного DImp, но A.DImp2 показывает, что он также может иметь форму открытого (public) класса. Тем не менее класс A.DImp2 «замкнут» сам на себя. Факт реализации private-интерфейса не может упоминаться в программе, поэтому реализация такого интерфейса — просто способ принудительного определения методов этого интерфейса без добавления информации о дополнительном типе (то есть восходящее преобразование становится невозможным).
Метод getD() усугубляет сложности, связанные с private-интерфейсом, — это открытый (public) метод, возвращающий ссылку на закрытый (private) интерфейс. Что можно сделать с возвращаемым значением этого метода? В методе main() мы видим несколько попыток использовать это возвращаемое значение, и все они оказались неудачными. Заставить метод работать можно только одним способом — передать возвращаемое значение некоторому объекту, которому разрешено его использование (в нашем случае это еще один объект А, у которого имеется необходимый метод receiveD()).
Интерфейс Е показывает, что интерфейсы могут быть вложены друг в друга. Впрочем, правила для интерфейсов — в особенности то, что все элементы интерфейса должны быть открытыми (public), — здесь строго соблюдаются, поэтому интерфейс, вложенный внутрь другого интерфейса, автоматически объявляется открытым и его нельзя сделать закрытым (private).
Пример Nestinglnterfaces демонстрирует разнообразные способы реализации вложенных интерфейсов. Особо стоит отметить тот факт, что при реализации интерфейса вы не обязаны реализовывать вложенные в него интерфейсы. Также закрытые (private) интерфейсы нельзя реализовать за пределами классов, в которых они описываются.
Интерфейсы и фабрики
Предполагается, что интерфейс предоставляет своего рода «шлюз» к нескольким альтернативным реализациям. Типичным способом получения объектов, соответствующих интерфейсу, является паттерн«фабрика».Вместо того, чтобы вызывать конструктор напрямую, вы вызываете метод объекта-фабрики, который предоставляет реализацию интерфейса — в этом случае программный код теоретически отделяется от реализации интерфейса, благодаря чему становится возможной совершенно прозрачная замена реализации. Следующий пример демонстрирует типичную структуру фабрики:
//: interfaces/Factories.java
import static net.mindview.util.Print.*;
interface Service { void methodic); void method2();
}
interface ServiceFactory { Service getServiceO;
}
class Implementationl implements Service {
ImplementationlO {} // Доступ в пределах пакета public void methodic) {print("Implementationl methodl");}
public void method2() {print("Implementationl method2");} } • . .
class ImplementationlFactory implements ServiceFactory { public Service getServiceO {
return new ImplementationlO;
}
}
class Implementation2 implements Service {
Implementation2() {} // Доступ в пределах пакета publ/ic void methodlО {print("Implementation2 methodl");} public void method2() {print("Implementation2 method2");}
}
class Implementation2Factory implements ServiceFactory { public Service getService.O {
return new Implementation2();
}
}
public class Factories {
public static void serviceConsumer(ServiceFactory fact) { Service s = fact.getServiceO;
s methodic). s.method2();
}
public static void main(String[] args) {
serviceConsumer(new ImplementationlFactoryO); // Реализации полностью взаимозаменяемы serviceConsumec(new Implementation2FactoryO);
}
} /* Output. Implementation! methodl Implementationl method2 Implementation2 methodl Implementation2 method2 *///:-
Без применения фабрики вам пришлось бы где-то указать точный тип создаваемого объекта Service, чтобы он мог вызвать подходящий конструктор.
Но зачем вводить лишний уровень абстракции? Данный паттерн часто применяется при создании библиотек. Допустим, вы создаете систему для игр, которая позволяла бы играть в шашки и шахматы на одной доске:
//: interfaces/Games.java
// Игровая библиотека с использованием фабрики
import static net.mindview.util.Print.*:
interface Game { boolean moveO; } interface GameFactory { Game getGameO; }
class Checkers implements Game { private int moves = 0: private static final int MOVES = 3: public boolean motfeO {
print("Checkers move " + moves): return ++moves != MOVES;
}
}
class CheckersFactory implements GameFactory {
public Game getGameO { return new CheckersO; }
}
class Chess implements Game { private int moves = 0; private static final int MOVES = 4; public boolean moveO {
print("Chess move " + moves); return ++moves != MOVES;
}
}
class ChessFactory implements GameFactory {
public Game getGameO { return new ChessO; }
}
public class Games {
public static void playGame(GameFactory factory) {
Game s = factory.getGameO;продолжение &while(s.moveO)
}
public static void main(String[] args). { playGame(new CheckersFactoryO); playGame(new ChessFactoryO);
}
} /* Output: Checkers move 0 Checkers move 1 Checkers move 2 Chess move 0 Chess move 1 Chess move 2 Chess move 3 *///:-
Если класс Games представляет сложный блок кода, такое решение позволит повторно использовать его для разных типов игр.
В следующей главе будет представлен более элегантный способ реализации фабрик на базе анонимных внутренних классов.
Резюме
После первого знакомства интерфейсы выглядят так хорошо, что может показаться, будто им всегда следует отдавать предпочтение перед реальными классами. Конечно, в любой ситуации, когда вы создаете класс, вместо него можно создать интерфейс и фабрику.
Многие программисты поддались этому искушению. Тем не менее любая абстракция должна быть мотивирована реальной потребностью. Основное назначение интерфейсов — возможность переработки реализации в случае необходимости, а не введение лишнего уровня абстракции вместе с дополнительными сложностями. Дополнительные сложности могут оказаться довольно существенными. А представьте, что кто-то будет вынужден разбираться в вашем коде и в конечном итоге поймет, что интерфейсы были добавлены «на всякий случай», без веских причин — в таких ситуациях все проектирование, которое выполнялось данным разработчиком, начинает выглядеть довольно сомнительно.