Java的接口

介绍接口的基本使用，对接口多态，及继承类和实现接口时产生方法冲突和常量冲突分析

Author: Msuenb

Date: 2023-02-11

接口概述

多态的使用前提必须是"继承"。而类继承有如下问题：

类继承有单继承限制
类继承表示的是事物之间is-a的关系，但是is-a的关系要求太严格了。

为了解决这两个问题，引入了接口，接口支持：

多实现
用实现类和接口的has-a关系代替is-a关系

Bird is a Animal.  鸟是一种动物。
Plane is not a Animal.  飞机不是一种动物。
Plane is a Vehicle.    飞机是一种交通工具。
    
Bird has a fly();    鸟具有飞的能力。或 鸟会飞。
Plane has a fly();    飞机具有飞的功能。或 飞机会飞。
    
is-a 解决的是：是不是的问题
has-a 解决的是：能不能、会不会、可不可以的问题

语法格式

使用 interface 关键字声明接口。它也会被编译成.class文件，但它并不是类，而是另外一种引用数据类型。

【修饰符】 interface 接口名{	// 修饰符只能是 public / 缺省
    //接口的成员列表：
    // 公共的静态常量
    // 公共的抽象方法
    // 公共的默认方法（JDK1.8以上）
    // 公共的静态方法（JDK1.8以上）
    // 私有方法（JDK1.9以上）
}

示例：

interface Flyable {
    int MAX_SPEED = 299792458;  // 省略 public static final 

    void fly();   			// 省略 public

    default void end(){		// 省略public
        System.out.println("end");
    }

    static void start(){	// 省略public
        System.out.println("start");
    }

    /*private void f() {  // 不能省略 private JDK1.9及以上
        System.out.println("私有方法");
    }*/
}

注意：接口中不能定义构造方法！但抽象类中可以定义构造方法(供子类使用)！

接口使用

使用接口静态成员

接口不能直接创建对象，但是可以通过接口名直接调用接口的静态方法和静态常量。
```
Flyable.MAX_SPEED;	// 调用接口的静态常量
Flyable.start();	// 调用接口的静态方法
```

类实现接口

类与接口的关系为实现关系，即类实现接口。实现的动作类似继承，格式相仿，实现使用 implements关键字。

【修饰符】 class 实现类  implements 接口{
    // 重写接口中抽象方法【必须】，若实现类是抽象类，可以不重写
    // 重写接口中默认方法【可选】
}

【修饰符】 class 实现类 extends 父类 implements 接口{
    // 重写接口中抽象方法【必须】，若实现类是抽象类，可以不重写
    // 重写接口中默认方法【可选】
}

注意：

如果接口的实现类是非抽象类，必须重写接口中的所有抽象方法

默认方法可以选择保留，也可以重写。default单词就不要再写

接口中的静态方法不能被继承也不能被重写

class Animal {
    public void eat(){
        System.out.println("吃东西");
    }
}

class Bird extends Animal implements Flyable{
    // 重写父接口的抽象方法，【必选】
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("我要飞的更高~~~");
    }

    // 重写父接口的默认方法，【可选】
    @Override
    public void end() {
        System.out.println("轻轻落在树枝上~~~");
    }
}

使用接口的非静态方法

对于接口的静态方法，直接（也只能）使用接口名.进行调用即可。
对于接口的抽象方法、默认方法，只能通过实现类对象才可以调用

Bird bird = new Bird();

Flyable.start();	// 调用接口的静态方法，只能通过 接口名.

// 必须依赖于实现类的对象
bird.fly();	// 调用接口的抽象方法
bird.end();	// 调用接口的默认方法

bird.eat();	// 调用父类继承的方法

接口多实现

在继承体系中，一个类只能继承一个父类。而对于接口而言，一个类是可以实现多个接口的。并且，一个类能继承一个父类，同时实现多个接口。

【修饰符】 class 实现类 implements 接口1, 接口2, 接口3...{
  	// 重写接口中抽象方法【必须】，若实现类是抽象类，可以不重写
    // 重写接口中默认方法【可选】
}

【修饰符】 class 实现类 extends 父类 implements 接口1, 接口2, 接口3...{
    // 重写接口中抽象方法【必须】，若实现类是抽象类，可以不重写
    // 重写接口中默认方法【可选】
}

接口中，有多个抽象方法时，实现类必须重写所有抽象方法。如果抽象方法有重名的，只需要重写一次。

定义多个接口：

interface Jumpable {
    void jump();
}

interface Runnable {
    void jump();
    void run();
}

定义实现类：

class Bird implements Flyable, Jumpable, Runnable{

    // 重写父接口的抽象方法，【必选】
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("我要飞的更高~~~");
    }

    // 重写父接口的默认方法，【可选】
    @Override
    public void end() {
        System.out.println("轻轻落在树枝上~~~");
    }

    @Override
    public void jump() {
        System.out.println("我会跳跳~~~");
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("我会跑~~");
    }
}

测试类：

public class TestBird {
    public static void main(String[] args) {
        Bird bird = new Bird();
        bird.fly();		//调用Flyable接口的抽象方法
        bird.jump();	//调用Jumpable接口的抽象方法
        bird.run();		//调用Runnable接口的抽象方法
    }
}

接口多继承

一个接口能继承另一个或者多个接口，接口的继承也使用 extends 关键字，子接口继承父接口的方法。
```
interface A {
    void a();
}

interface B {
    void b();
}

interface C extends A,B {
    void c();
}
```

接口多态

实现类似继承，因此，接口类型的变量与实现类的对象之间，也可以构成多态引用。

class Plane implements Flyable{
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("我直入云霄");
    }
}

class Kite implements Flyable {
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("我怎么飞也挣脱不了线");
    }
}

public class TestFlyableImpl {
    public static void main(String[] args) {
        Flyable f1 = new Bird();	// 接口引用实现类对象
        f1.fly();	// 调用实现类实现的方法
        
        Flyable f2 = new Plane();	
        f2.fly();
        
        Flyable f3 = new Kite();
        f3.fly();
    }
}

接口特点总结

接口本身不能创建对象，只能创建接口的实现类对象，接口类型的变量可以与实现类对象构成多态引用。
声明接口用interface，接口的成员声明有限制：公共的静态常量、公共的抽象方法、公共的默认方法、公共的静态方法、私有方法(JDK1.9）
类可以实现接口，且支持多实现。接口可以继承接口，而且支持多继承。
如果接口实现类不是抽象类，就必须实现接口中所有的抽象方法。如果实现类既要继承父类又要实现父接口，那么extends在前，implements在后。
接口的默认方法可以选择重写或不重写。子类重写父接口的默认方法，要去掉default，子接口重写父接口的默认方法，不要去掉default。
接口的静态方法不能被继承，也不能被重写。接口的静态方法只能通过接口名.静态方法名进行调用。

关于接口的其他问题

默认方法冲突问题：

亲爹优先原则

当一个类，既继承一个父类，又实现若干个接口时，父类中的成员方法与接口中的抽象方法重名，子类就近选择执行父类的成员方法。
左右为难

当一个类同时实现了多个父接口，而多个父接口中包含方法签名相同的默认方法时。

interface FatherInterface {
    default void fun() {
        System.out.println("父接口中的方法");
    }
}

interface FatherInterface2 {
    default void fun() {
        System.out.println("第二个父接口中的方法");
    }
}

class FatherClass {
    public void fun() {
        System.out.println("父类中的方法");
    }
}

class Son1 extends FatherClass implements FatherInterface {
    // 不重写 默认保留父类的
}

class Son2 extends FatherClass implements FatherInterface {
    @Override
    public void fun() {     // 重写
        // super.fun();    // 保留父类的
        FatherInterface.super.fun();    // 保留父接口的
    }
}

class Son3 implements FatherInterface, FatherInterface2 {
    @Override
    public void fun() {     // 重写
        // FatherInterface.super.fun();    // 保留第一个父接口的
        FatherInterface2.super.fun();    // 保留第二个父接口的
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        new Son1().fun();
        new Son2().fun();
        new Son3().fun();
    }
}

常量冲突问题：

当子类继承父类又实现父接口，而父类中存在与父接口常量同名的成员变量，并且该成员变量名在子类中仍然可见。
当子类同时继承多个父接口，而多个父接口存在相同同名常量。

class SuperClass {
    int x = 1;
}
interface SuperInterface {
    int x = 2;
    int y = 2;
}
interface MotherInterface {
    int x = 3;
}

public class SubClass extends SuperClass implements SuperInterface, MotherInterface {
    public void method(){
//        System.out.println("x = " + x);//模糊不清
        System.out.println("super.x = " + super.x);
        System.out.println("SuperInterface.x = " + SuperInterface.x);
        System.out.println("MotherInterface.x = " + MotherInterface.x);
        System.out.println("y = " + y);//没有重名问题，可以直接访问
    }
}

posted @ 2023-02-12 19:28 msuenb 阅读(9) 评论(0) 编辑收藏举报

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