JavaSE:面向对象进阶之接口（Interface）

news2025/6/2 9:25:08

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 {
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("鸟儿展翅飞翔");
    }
}

三、接口的特性与规则

多实现支持：

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

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
}

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。
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

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> {
    @Override
    public int compare(Person p1, Person p2) {
        return p1.getAge() - p2.getAge();
    }
}

事件监听：
- 如 java.awt.event.ActionListener 接口，处理按钮点击事件。
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）。

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

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 {
    @Override
    public void commonMethod() {
        InterfaceA.super.commonMethod(); // 显式指定调用哪个接口的默认方法
    }
}

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

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）。
接口可以包含构造方法吗？
- 不可以，接口中不能有构造方法。
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;
```