Java Arabirimleri: Sözleşmeleri Tanımlama ve implements

Arabirim Bir Sözleşmedir

Bir arabirim, bir sınıfın nasıl yapacağını söylemeden neyi yapabileceğini bildirir. Onu uygulayan herhangi bir sınıfın yerine getirmeyi taahhüt ettiği bir metot imzaları listesidir. Asıl amaç ayrıştırmadır: kod, arabirim türüyle çalışabilir ve arkasında hangi somut sınıfın olduğunu umursamaz.

interface Shape {
    double area();          // her Shape bir area sağlamalıdır
    double perimeter();
}

class Circle implements Shape {
    private final double radius;

    Circle(double radius) { this.radius = radius; }

    public double area() { return Math.PI * radius * radius; }
    public double perimeter() { return 2 * Math.PI * radius; }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Shape s = new Circle(2.0);
        System.out.printf("area %.2f, perimeter %.2f%n", s.area(), s.perimeter());
    }
}

Circle implements Shape, Circle sınıfının area ve perimeter metotlarını tanımlaması gerektiği anlamına gelir. Bunu yaptığında, bir Circle artık bir Shape'tir ve bir Shape değişkeninde saklanabilir.

Çok Sayıda Sınıf, Tek Bir Tür

Asıl güç, birbiriyle ilgisiz birkaç sınıf aynı arabirimi uyguladığında ortaya çıkar. Shape'e göre yazılmış kod, hepsini işler:

import java.util.List;

interface Shape {
    double area();
}

class Circle implements Shape {
    private final double r;
    Circle(double r) { this.r = r; }
    public double area() { return Math.PI * r * r; }
}

class Rectangle implements Shape {
    private final double w, h;
    Rectangle(double w, double h) { this.w = w; this.h = h; }
    public double area() { return w * h; }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Shape> shapes = List.of(new Circle(1), new Rectangle(2, 3), new Circle(2));

        double total = 0;
        for (Shape shape : shapes) {
            total += shape.area();   // sınıfı ne olursa olsun her Shape için çalışır
        }
        System.out.printf("total area: %.2f%n", total);
    }
}

Döngü asla "bu bir Circle mı yoksa Rectangle mı?" diye sormaz - yalnızca area() çağrısı yapar ve sözleşmeye güvenir. Daha sonra bir Triangle eklemek, burada hiçbir değişiklik gerektirmez.

Birden Çok Arabirimi Uygulama

Bir sınıf yalnızca tek bir sınıfı genişletir, ancak istediği kadar arabirimi uygulayabilir - Java davranışın "çoklu kalıtımını" güvenli biçimde böyle gerçekleştirir:

interface Drawable { void draw(); }
interface Resizable { void resize(double factor); }

class Sprite implements Drawable, Resizable {
    private double scale = 1.0;

    public void draw() { System.out.println("drawing at scale " + scale); }
    public void resize(double factor) { scale *= factor; }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Sprite s = new Sprite();
        s.resize(2.0);
        s.draw();
    }
}

Arabirimleri implements sözcüğünden sonra virgülle ayırarak listeleyin. Sınıfın hepsini karşılaması gerekir.

default ve static Metotlar

Java 8'den beri bir arabirim metot gövdeleri içerebilir. Bir default metot, onu uygulayan sınıflara bedavaya miras aldıkları (ve geçersiz kılabilecekleri) hazır bir uygulama verir:

interface Greeter {
    String name();

    default String greet() {        // paylaşılan uygulama
        return "Hello, " + name();
    }
}

class English implements Greeter {
    public String name() { return "world"; }
    // greet() arabirimden miras alınır
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(new English().greet());
    }
}

default metotlar, bir arabirimin gelişmesine olanak tanır - mevcut tüm uygulayıcıları bozmadan bir metot eklemeyi mümkün kılar. Buna karşılık bir static arabirim metodu, Comparator.naturalOrder() gibi doğrudan arabirimin kendisi üzerinden çağırdığınız bir yardımcıdır.

Sabitler

Bir arabirimdeki alanlar örtük olarak public static final'dır - bunlar sabittir, örnek durumu değil:

interface Physics {
    double GRAVITY = 9.81;   // automatically public static final
}

Arabirimler geleneksel olarak nesne başına durum tutmaz; örnek alanlarının yokluğu, onları sınıflardan ayıran şeyin bir parçasıdır.

İşlevsel Arabirimler

Tam olarak bir soyut metoda sahip bir arabirim işlevsel arabirimdir ve onu bir sınıfın tamamı yerine bir lambda ifadesiyle uygulayabilirsiniz:

interface Transformer {
    int apply(int x);
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Transformer doubler = x -> x * 2;     // lambda, tek metodu uygular
        System.out.println(doubler.apply(21));
    }
}

Bu, Java'nın lambda ifadelerinin ve java.util.function türlerinin (Function, Predicate, Supplier ve benzerleri) temelidir. @FunctionalInterface ek açıklaması, amacı açık hale getirir ve derleyicinin tek metot kuralını dayatmasını sağlar.

Arabirim ile Soyut Sınıf Karşılaştırması

Her ikisi de bir soyutlamaya göre programlamanıza olanak tanır, peki hangisini ne zaman seçersiniz?

• Arabirim - birbiriyle ilgisiz sınıfların paylaşabileceği bir yetenek. Bir Bird ve bir Airplane ikisi de Flyable olabilir. Bir sınıf çok sayıda arabirimi uygulayabilir. Örnek durumu yoktur.
• Soyut sınıf - birbiriyle yakından ilişkili sınıflar arasında paylaşılan durum ve kod. Bir Cat ve bir Dog ikisi de Animal'ı genişletir ve ortak alanları ile kısmen uygulanmış metotları miras alır. Bir sınıf yalnızca birini genişletir.

Yaygın bir desen ikisini birleştirir: bir arabirim sözleşmeyi tanımlar ve bir soyut sınıf tekrar eden bölümleri uygular, böylece somut alt sınıflar yalnızca özgün ayrıntıları doldurur.

Sıradaki: Soyut Sınıflar

Arabirimler davranışı durum olmadan tanımlar. Soyut sınıflar arabirimlerle tam sınıflar arasında bir yerde durur - hem uygulanmamış metotları bildirebilir hem de alanları ve yapıcıları taşıyabilirler. Bir sonraki sayfanın konusu budur.