Java基础二十（接口）

1. 接口

java 中接口作用和生活中的接口类似，它提供一种约定，使实现接口的类在形式上保持一致。

抽象类中可以有普通方法二接口中的方法默认都是抽象的，也可以说接口是一个特殊的 抽象类 ，接口不能被实例化，而且没有构造方法。

1.1 定义接口

public interface 接口名 {
	// 接口成员
}

语法解析

• 和抽象类不同，定义接口使用 interface 修饰符。抽象类使用 abstract 修饰符。
• 接口的访问权限是 public 或包访问权限，与类的访问权限类似。
• 一个接口可以继承其他接口，称为父接口，并且接口可以多继承。它将继承父接口中声明的常量和抽象方法。
• 成员列表中的成员变量声明 [public] [static] [final] 数据类型 成员变量名 = 常量 ；即 接口中成员变量默认都是 public、static、final 的，因此 public static final 可以省略。
• 成员列表中的成员方法声明 [public] [abstract] 返回值类型 方法名称(参数列表) ；即 接口中的方法默认都是 public、abstract 的，因此 public abstract 可以省略。

与抽象类一样，使用接口要通过子类，子类通过关键字 implements 关键字实现接口。实现接口的语法格式如下：

public 类名 implements 接口名 {
	// 实现方法
	// 普通方法
	// 属性
}

语法解析

• 实现接口使用关键字 implements ，实现抽象类使用关键字 extends。
• 一个类可以实现多个接口，各个接口之间用逗号分隔。
• 实现接口的类必须实现接口中定义的抽象方法，即使类中不使用某个抽象方法也必须实现它，通常用空方法体实现子类不需要的抽象方法，如果抽象方法有返回值，可返回默认值。
• 接口的实现类允许包含普通方法。
• 在实现抽象方法是需要指定 public 权限，否则会产生编译错误。

示例

/**
 * 定义接口，关键词：interface
 */
public interface USBInterface {  // 定义USB接口
    void service();
}

// 定义U盘类，实现USB接口
class UDisk implements USBInterface {
    // 实现接口的抽象方法
    public void service() {
        System.out.println("连接USB接口，开始传输数据");
    }
}

// 定义风扇类，实现USB接口
class UsbFan implements USBInterface {
    // 实现接口的抽象方法
    public void service() {
        System.out.println("连接USB接口，风扇开始转动");
    }
}

public class UsbTest {
    public static void main(String[] args) {
        // U盘插入USB接口
        USBInterface uDisk = new UDisk();
        uDisk.service();  // 连接USB接口，开始传输数据

        USBInterface usbFan = new UsbFan();
        usbFan.service();  // 连接USB接口，风扇开始转动
    }
}

1.2 实现多个接口

接口本身也可以继承接口，接口继承的语法格式如下：

[修饰符] interface 接口名 extends 父接口1,父接口2,... {
	// 常量定义
	// 方法定义
}

java 中继承是单继承，使用 extends 关键字；但是一个类可以实现多个接口，使用 implements , 多个接口之间用 , 隔开。实现多个接口的语法如下：

class 类名 extends 父类名 implements 接口1,接口2,... {
	// 类的成员
}

一个类可以同时继承和实现接口，extends 要在 implements 之前

public class LenovoComputer extends Computer implements USBInterface,ChargeInterface{

}

接口与接口之间是继承关系，使用 extends 关键字。多个接口使用 , 隔开。

public interface USBInterface {
    void transferData();
}

public interface ChargeInterface {
    void chargeDevice();
}

public interface USBC extends USBInterface, ChargeInterface {
    // 可以添加自己的方法
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        USBC usbC = new SomeClass();
        usbC.transferData();    // 调用继承自 USBInterface 的方法
        usbC.chargeDevice();    // 调用继承自 ChargeInterface 的方法
    }
}

class SomeClass implements USBC {
    @Override
    public void transferData() {
        System.out.println("Transferring data via USB-C");
    }

    @Override
    public void chargeDevice() {
        System.out.println("Charging device via USB-C");
    }
}

1.3 jdk 8 接口新特性

在 jdk8.0 中 default 关键字可用于在接口中修饰方法（默认方法），default 修饰的方法可以具体实现，也只能在接口中出现。default 修饰的方法可以被重写。
示例

public interface MyInterface {
    void existingMethod();

    default void newDefaultMethod() {
        System.out.println("This is a new default method.");
    }
}

public class MyClass implements MyInterface {
    @Override
    public void existingMethod() {
        System.out.println("Existing method implementation.");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyClass myClass = new MyClass();
        myClass.existingMethod();        // 输出：Existing method implementation.
        myClass.newDefaultMethod();      // 输出：This is a new default method.
    }
}

默认方法可以在不破坏已经在使用该接口的所有代码。默认方法有时也称为防御方法（defender method）或 虚拟扩展方法（virtual extension method）

接口中还可以有 static 修饰的方法，称为静态方法(类方法)。 static 方法必须直接使用接口名.方法名调用。

public interface MyInterface {
    void instanceMethod();

    static void staticMethod() {
        System.out.println("This is a static method.");
    }
}

public class MyClass implements MyInterface {
    @Override
    public void instanceMethod() {
        System.out.println("Instance method implementation.");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyInterface.staticMethod();     // 输出：This is a static method.

        MyClass myClass = new MyClass();
        myClass.instanceMethod();       // 输出：Instance method implementation.
    }
}

1.4 jdk 9.0 中接口的新特性

通过将接口中的方法声明为 private，我们可以定义仅在接口内部使用的辅助方法，这些方法不会成为对外暴露的 API 的一部分。私有方法可以被接口中的其他方法调用，从而提供了代码复用和封装的能力。

public interface MyInterface {
    void publicMethod();

    default void defaultMethod() {
        privateMethod();
        System.out.println("This is a default method.");
    }

    private void privateMethod() {
        System.out.println("This is a private method.");
    }
}

public class MyClass implements MyInterface {
    @Override
    public void publicMethod() {
        System.out.println("Public method implementation.");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyClass myClass = new MyClass();
        myClass.publicMethod();       // 输出：Public method implementation.
        myClass.defaultMethod();      // 输出：This is a private method.
                                      //      This is a default method.
    }
}

1.5 抽象类和接口的区别

特性	接口	抽象类
多继承	接口可以继承多个父类接口	子类只能继承一个直接抽象类
实现	子类通过implements实现多个接口	子类通过extends继承抽象类
成员	接口中只能有常量、抽象方法。JDK8.0及以后的版本中可以有static方法和default方法	抽象类中可以有实例成员、静态成员抽象方法。抽象类中不能使用default关键字修饰
成员修饰符	接口中只能定义常量（public static final 修饰的变量）	抽象类可以定义变量，也可以定义常量
子类实现	子类在实现抽象方法时必须指定public权限	子类在实现抽象方法时不影响缩小访问权限
构造函数	接口中不能定义构造函数	抽象类可以有构造函数，但不能进行实例化
最高层	接口没有最高层	类的最高层是Object类