JavaSE:面向对象进阶之接口（Interface）

JavaSE 面向对象进阶之接口（Interface）

一、接口的核心概念

接口是一种完全抽象的类型，它定义了一组方法签名（契约），但不包含方法实现。接口的核心作用是：

• 规范行为：强制实现类遵循统一的方法定义。
• 支持多实现：一个类可同时实现多个接口，突破单继承限制。
• 解耦设计：分离定义与实现，便于代码扩展和维护。

二、接口的语法与特性

• 声明接口：使用 interface 关键字。
• 接口方法：默认是 public abstract，无需显式声明。
• 接口常量：默认是 public static final，必须显式初始化。
• 示例：

// 接口：Flyable
public interface Flyable {// 接口常量（必须赋值）int MAX_SPEED = 1000;// 抽象方法（默认public abstract）void fly();// Java 8+ 默认方法（需提供实现）default void land() {System.out.println("准备降落");}// Java 8+ 静态方法static void checkWeather() {System.out.println("检查天气状况");}
}

• 实现接口：

public class Bird implements Flyable {@Overridepublic void fly() {System.out.println("鸟儿展翅飞翔");}
}

三、接口的特性与规则

1. 多实现支持：

   public class Helicopter implements Flyable, Movable {// 实现所有接口方法
   }
   

2. 接口继承：

   • 接口可继承多个接口（使用 extends 关键字）。

   public interface SuperFlyable extends Flyable, Attackable {// 扩展方法
   }
   

3. 默认方法（Java 8+）：

   • 提供默认实现，允许接口演化而不破坏现有实现类。
   • 子类可重写默认方法。

4. 静态方法（Java 8+）：

   • 接口的静态方法属于接口本身，通过 接口名.方法名() 调用。

四、接口的应用场景

1. 定义规范：

   • 如 java.util.Comparator 接口，强制实现类定义比较逻辑。

   public class PersonComparator implements Comparator<Person> {@Overridepublic int compare(Person p1, Person p2) {return p1.getAge() - p2.getAge();}
   }
   

2. 事件监听：

   • 如 java.awt.event.ActionListener 接口，处理按钮点击事件。

3. 插件系统：

   • 框架定义接口，第三方通过实现接口扩展功能（如Servlet规范）。

4. 函数式接口（Java 8+）：

   • 仅含一个抽象方法的接口，可使用Lambda表达式简化实现。

   @FunctionalInterface
   public interface Calculator {int calculate(int a, int b);
   }// Lambda实现
   Calculator add = (a, b) -> a + b;
   

五、接口与抽象类的对比

特性	接口	抽象类
实例化	❌	❌
继承/实现方式	类使用 implements，可多实现	类使用 extends，单继承
成员变量	只能是 public static final	无限制
方法实现	默认抽象，Java 8+ 支持默认方法	可包含普通方法和抽象方法
设计目的	定义行为规范	抽取公共状态和行为

六、注意事项

1. 默认方法冲突：

   • 若一个类实现多个包含相同默认方法的接口，必须显式重写该方法。

   public class MyClass implements InterfaceA, InterfaceB {@Overridepublic void commonMethod() {InterfaceA.super.commonMethod(); // 显式指定调用哪个接口的默认方法}
   }
   

2. 接口中的私有方法（Java 9+）：

   • 用于封装默认方法中的重复逻辑，外部不可访问。

   public interface MyInterface {default void publicMethod() {privateMethod(); // 调用私有方法}private void privateMethod() {// 实现细节}
   }
   

七、面试常见问题

1. Java 8 为什么引入默认方法？

   • 为接口添加新方法时，避免破坏现有实现类（如 Collection 接口的 stream() 方法）。

2. 接口可以包含构造方法吗？

   • 不可以，接口中不能有构造方法。

3. 如何在接口中定义常量？

   • 直接声明 public static final 变量（可省略修饰符）：

     int MAX_SIZE = 100; // 等价于 public static final int MAX_SIZE = 100;
     

八、最佳实践

• 面向接口编程：依赖接口而非具体实现，提高代码灵活性。
• 合理使用默认方法：仅在必要时添加默认方法，避免过度使用导致接口职责模糊。
• 接口命名：使用形容词或动词短语（如 Runnable、Serializable）。

通过接口，Java实现了对行为的抽象和多态的扩展，是构建高内聚、低耦合系统的关键工具。