Chào mừng các bạn đã đến với bài học Java số 33, bài học về interface. Đây là bài học trong chuỗi bài về lập trình ngôn ngữ Java của Yellow Code Books.

Vâng, hôm nay chúng ta sẽ nói về interface. Nhưng bạn hãy dừng việc tưởng tượng rằng chúng ta đang nói đến việc làm sao xây dựng một giao diện cho ứng dụng Java. Tuy interface có nghĩa là giao diện, nhưng giao diện mà bạn đang nghĩ tới thì người ta gọi là UI cơ.

Vậy interface là gì nếu nó không phải là giao diện? Mời bạn đọc tiếp bài học hôm nay. Trước hết, để có thể hiểu bài viết về interface này, bạn nhất định phải đọc và hiểu khái niệm trừu tượng (abstraction) là gì trước.

Vì kiến thức về interface khá nhiều, mình cũng không chắc có thể nói hết tất cả các vấn đề của interface vào một bài viết hay không. Mình sẽ cố gắng trình bày nhiều nhất và rõ ràng nhất có thể, để bạn nắm được khái niệm và cách khai báo, sau này khi bạn bước qua lập trình ứng dụng Android, bạn sẽ hiểu rõ hơn về công dụng thực tế của interface.

Interface Là Gì?

Như mình có nói, interface không thể hiểu là giao diện được, đó là nghĩa tiếng Việt, còn với tiếng Anh thì  interface cũng không phải là UI.

Interface thực ra là cái gì đó ở giữa hệ thống và các đối tượng bên ngoài hệ thống đó. Nó định nghĩa ra các hành động, để giúp kết nối giữa các đối tượng bên ngoài vào hệ thống. Bạn cứ tưởng tượng cái ti vi nhà bạn là một hệ thống, thì các nút nhấn của ti vi chính là interface mà chúng ta đang nói tới. Các nút này định nghĩa sẵn các hành động tác động đến hệ thống nếu người dùng nhấn vào các nút trên đó, như hành động tắt, mở, chuyển kênh,… Hệ thống tivi sẽ phải làm việc cật lực (chứ không phải interface, interface chỉ định nghĩa một “giao diện” tương tác thôi) để đáp ứng lại các hành động tương tác từ người dùng.

Quay lại OOP, giả sử nếu bạn có một hệ thống tính lương nhân viên hoàn chỉnh. Thì các tổ chức định nghĩa sẵn các hành động, giúp cho người quản trị có thể tương tác với hệ thống, hoặc giúp cho hệ thống tương tác với nhau. Các tổ chức đó chính là các interface.

Vậy đó, tổng hợp lại bạn có thể hiểu rằng interface chính là nơi nhận tương tác từ một đối tượng đến các đối tượng đang lắng nghe sự tương tác đó. Ngoài ra interface còn giúp định nghĩa sẵn các hành động, để các đối tượng bên ngoài biết đường tương tác, và các đối tượng bên trong hệ thống sẵn sàng đáp ứng các tương tác đó thông qua việc hiện thực sẵn các hành động đã được định nghĩa đó.

Đến đây thì bạn đã hườm hườm hiểu nghĩa và công dụng của interface rồi ha. Chúng ta sẽ từng bước đi sâu vào interface ở các mục bên dưới.

Khai Báo Interface Như Thế Nào?

Chưa cần lắm sự hiểu biết tường tận interface. Mình mời bạn xem qua cú pháp để khai báo một interface trước.

interface  tên_interface {
	các_thuộc_tính;
	các_phương_thức;
}

Mời bạn so sánh giữa cú pháp khai báo một interface của bài hôm nay với cú pháp khai báo một lớp ở bài trước đó này đây, để dễ dàng cho cả hai khi mình nói đến ý sau đây.

Qua cú pháp trên, bạn có thể thấy interface hơi giống với lớp bình thường mà bạn biết. Bạn xem, chỉ khác với lớp ở chỗ, khi khai báo một lớp thì bạn dùng từ khóa class, còn khi khai báo interface thì bạn dùng từ khóa interface.

Một lát nữa đây khi tiến hành khai báo cụ thể một interface, bạn còn bắt gặp interface rất giống với một lớp trừu tượng (abstract class) ở chỗ, nó không thể được dùng để tạo ra các đối tượng như những lớp bình thường khác. Nhiều tài liệu còn gọi interface là trừu tượng trăm phần trăm (absolute abstraction), bởi vì interface chỉ chứa các phương thức trừu tượng (chính là các phương thức không có thân hàm), trong khi lớp trừu tượng có thể chứa các phương thức trừu tượng lẫn các phương thức không trừu tượng bên trong nó, bạn có thể xem lại ý này qua bài học hôm trước nhé.

Đến đây thì bạn đã hiểu rõ hơn những khái niệm của interface mà mình cố gắng diễn đạt trên kia.

– Nói interface là một nơi chứa các hành động để nhận sự tương tác. Vâng, chính các phương thức trừu tượng của nó chính là các hành động.
– Nói interface giúp các đối tượng bên ngoài tương tác với hệ thống. Vì interface định nghĩa sẵn các phương thức trừu tượng, nó buộc các đối tượng bên trong hệ thống khi triển khai các interface này, buộc phải hiện thực các phương thức (hay cũng có thể hiểu là các hành động). Chính việc ràng buộc này sẽ rất dễ cho các đối tượng bên ngoài hiểu và tương tác vào.

Nếu bạn vẫn chưa hiểu lắm, thì hãy cùng mình khai báo một interface như thế nào nhé.

package shapes;

interface HinhHoc {
	
	float PI = 3.14f;
	
	float tinhChuVi();
	
	float tinhDienTich();
	
	float tinhTheTich();
	
	void xuatThongTin();
}

Các Đặc Tính Của Interface

Nào, trước khi sử dụng interface HinhHoc mà bạn vừa khai báo ở ví dụ trên, chúng ta cùng nhau điểm qua một vài đặc tính của interface.

– Đầu tiên, như bạn thấy ở cú pháp và ví dụ trên, để khai báo một interface, bạn phải dùng từ khóa interface thay vì từ khóa class như khi dùng với các lớp mà bạn biết.
– Tiếp theo, như mình có nói, interface không thể khai báo các đối tượng của nó, giống như lớp trừu tượng vậy. Không tin à, bạn thử xem.
– Và mình cũng đã nói, interface chính là lớp trừu tượng trăm phần trăm. Vì các phương thức bên trong interface phải đều là các phương thức trừu tượng, dù cho bạn không hề khai báo bất kỳ từ khóa abstract nào cho các phương phương thức bên trong interface này cả, bạn có thể đọc thêm ý này bên dưới đây.
– Interface không hề có constructor. Đặc tính này khác với lớp trừu tượng, lớp trừu tượng cho phép có constructor, mặc dù chúng ta không thể tạo ra đối tượng từ constructor này của lớp trừu tượng, nhưng constructor của nó vẫn được dùng để khởi tạo các giá trị khi các lớp con của nó gọi đến. Bạn sẽ thấy điều này ở bài thực hành dưới đây.
– Mặc định thì các thuộc tính bên trong interface sẽ là public, static và final. Đó là lý do vì sao thuộc tính PI ở khai báo trên kia không cần dùng đến các từ khóa này.
– Mặc định thì các phương thức bên trong interface sẽ là abstract và public. Do đó sẽ không có phương thức nào trong interface được phép có thân hàm. Bạn cũng có thể kiểm chứng lại khai báo ở bài thực hành trên, tuy bạn không khai báo chúng là trừu tượng, nhưng mặc định chúng là vậy, nếu bạn thử khai báo thân hàm cho chúng, bạn sẽ nhận được thông báo lỗi đấy.
– Để khai báo một lớp “con” của interface, chính là lớp sẽ hiện thực (implement) các phương thức trừu tượng của nó, chúng ta dùng từ khóa implements thay vì extends như bạn đã biết. Bạn sẽ hiểu rõ hơn ý này khi xem bài thực hành dưới đây.

package shapes;

public class HinhTron implements HinhHoc {
	
	protected String ten;
	protected float banKinh;
	
	// Constructor
	public HinhTron(float banKinh) {
		this.ten = "Hình Tròn";
		this.banKinh = banKinh;
	}

	@Override
	public float tinhChuVi() {
		return 2 * PI * banKinh;
	}

	@Override
	public float tinhDienTich() {
		return PI * banKinh * banKinh;
	}

	@Override
	public float tinhTheTich() {
		// Do HinhTron không có tính thể tích, nên phương thức này chỉ override từ HinhHoc mà không làm gì cả
		return 0;
	}

	@Override
	public void xuatThongTin() {
		System.out.println(ten);
		System.out.println("Chu vi: " + tinhChuVi());
		System.out.println("Diện tích: " + tinhDienTich());
	}
	
}

package shapes;

public abstract class HinhTron implements HinhHoc {
	
	protected String ten;
	protected float banKinh;
	
	// Constructor
	public HinhTron(float banKinh) {
		this.ten = "Hình Tròn";
		this.banKinh = banKinh;
	}

	@Override
	public float tinhChuVi() {
		return 2 * PI * banKinh;
	}

	@Override
	public float tinhDienTich() {
		return PI * banKinh * banKinh;
	}

	@Override
	public abstract float tinhTheTich();

	@Override
	public void xuatThongTin() {
		System.out.println(ten);
		System.out.println("Chu vi: " + tinhChuVi());
		System.out.println("Diện tích: " + tinhDienTich());
	}
	
}

package shapes;

public class HinhTru extends HinhTron {
	
	protected float chieuCao;
	protected float theTich;

	public HinhTru(float banKinh, float chieuCao) {
		super(banKinh);
		this.ten = "Hình Trụ";
		this.chieuCao = chieuCao;
	}

	@Override
	public float tinhTheTich() {
		return tinhDienTich() * chieuCao;
	}
	
	@Override
	public void xuatThongTin() {
		super.xuatThongTin();
		System.out.println("Thể tích: " + tinhTheTich());
	}
}

Các Đặc Tính Của Các Lớp Triển Khai Interface

Trên kia bạn đã biết các đặc tính của một interface, vậy còn với các lớp triển khai từ interface đó thì sao, chúng có những đặc trưng và đặc quyền gì.

– Bạn nên biết, một lớp có thể triển khai nhiều interface một lúc. Các interface được triển khai vẫn được khai báo sau từ khóa implements, nhưng cách nhau bởi dấu phẩy (,). Điều này khác với tính chất của kế thừa, khi mà một lớp chỉ được kế thừa đến một lớp cha mà thôi, nếu quên thì bạn xem lại bài 21 nhé. Ví dụ như, bạn có thể khai báo một lớp HinhTru triển khai từ nhiều interface như sau public class HinhTru extends HinhTron implements InterfaceA, InterfaceB.
– Như bài thực hành trên bạn có thể thấy nếu một lớp triển khai từ interface mà là lớp trừu tượng, thì lớp đó không còn buộc phải hiện thực các phương thức trừu tượng từ interface đó.

Mình biết kiến thức về interface khá rối. Nhưng bạn cũng nên biết tại sao phải có interface.

Tại Sao Phải Dùng Interface?

Mình hi vọng ở ý cuối cùng này sẽ giúp bạn hiểu hết về interface. Còn việc thực sự sử dụng interface như thế nào, thì mình khuyên bạn nên đọc nhiều code từ nhiều nguồn tài liệu khác, hoặc bắt đầu học lập trình ứng dụng Android, bạn sẽ biết rõ về interface hơn đấy.

– Đầu tiên bạn có thể thấy rằng, interface giống với lớp trừu tượng ở chỗ nó giúp bạn tạo ra ràng buộc đối với các đối tượng bên trong hệ thống. Và nếu bạn cần một ràng buộc toàn vẹn, thì interface là một giải pháp tốt.
– Bạn có thể tận dụng tính chất một lớp có thể triển khai nhiều interface trên kia để mở rộng hơn cho một số mục đích kế thừa.
– Và cũng với ý mà mình nói từ đầu bài học, interface là một giao diện nhận tương tác từ bên ngoài, nên nếu bạn có xây dựng UI cho ứng dụng, hoặc bạn xây dựng các ứng dụng Android bằng Java như mình có nhắc đến, thì interface sẽ được tận dụng để xây dựng các sự kiện tương tác giữa người dùng và hệ thống, như sự kiện nhấn lên Button, sự kiện nhấn chọn một item list,..

Chúng ta vừa xem xong kiến thức về interface. Bạn có thấy kiến thức này khó hiểu không? Nếu có bất cứ thắng mắc gì thì để lại bình luận bên dưới bài học hôm nay cho mình nhé.

Bài Kế Tiếp

Chúng ta sẽ xem xét đến lớp lồng vào nhau thì như thế nào, hay còn gọi với cái tên lớp trong lớp, hay inner class.