Java——接口

在Java中，接口（Interface） 是一种特殊的引用类型，用于定义一组方法的规范（即方法签名），而不包含方法的实现。接口是Java实现 多态 和 抽象 的重要机制之一。以下是关于Java接口的详细说明：

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1. 接口的定义

接口使用 interface 关键字定义。它可以包含：

• 抽象方法：没有方法体的方法。
• 默认方法（Java 8+）：使用 default 关键字定义，可以有方法体。
• 静态方法（Java 8+）：使用 static 关键字定义，可以直接通过接口名调用。
• 常量：接口中的变量默认是 public static final 的，即常量。

示例：

public interface Animal {
    // 抽象方法
    void makeSound();

    // 默认方法（Java 8+）
    default void sleep() {
        System.out.println("Sleeping...");
    }

    // 静态方法（Java 8+）
    static void info() {
        System.out.println("This is an Animal interface.");
    }

    // 常量
    String TYPE = "Animal";
}

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2. 接口的实现

类可以通过 implements 关键字实现接口，并必须实现接口中所有的抽象方法（除非类是抽象类）。

示例：

public class Dog implements Animal {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Woof!");
    }
}

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3. 接口的特点

• 多继承：一个类可以实现多个接口，解决了Java单继承的限制。
• 解耦：接口将方法的定义与实现分离，提高了代码的灵活性和可维护性。
• 多态：通过接口引用可以指向不同的实现类，实现运行时多态。

示例：

Animal myDog = new Dog();
myDog.makeSound(); // 输出: Woof!
myDog.sleep();     // 输出: Sleeping...
Animal.info();     // 输出: This is an Animal interface.
System.out.println(Animal.TYPE); // 输出: Animal

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4. 接口的继承

接口可以通过 extends 关键字继承其他接口，支持多继承。

示例：

public interface Pet extends Animal {
    void play();
}

public class Cat implements Pet {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Meow!");
    }

    @Override
    public void play() {
        System.out.println("Playing with a ball of yarn.");
    }
}

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5. 接口 vs 抽象类

特性	接口（Interface）	抽象类（Abstract Class）
方法实现	只能有抽象方法（Java 8 前），可以有默认方法和静态方法（Java 8+）	可以有抽象方法和具体方法
变量	只能是常量（public static final）	可以是普通变量或常量
多继承	支持多继承（一个类可以实现多个接口）	不支持多继承（一个类只能继承一个抽象类）
设计目的	定义行为规范	提供部分实现，用于代码复用

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6. 接口的应用场景

• 定义行为规范：例如 Comparable 接口定义了对象比较的规范。
• 实现多态：例如 List 接口可以有多种实现（如 ArrayList、LinkedList）。
• 解耦：通过接口分离定义与实现，降低模块间的耦合度。

示例：

List<String> list = new ArrayList<>(); // 多态
list.add("Hello");
list.add("World");
System.out.println(list); // 输出: [Hello, World]

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7. Java 8 和 Java 9 对接口的增强

• Java 8：引入了默认方法和静态方法。
• Java 9：引入了私有方法，允许在接口中定义私有方法以提高代码复用性。

示例：

public interface Vehicle {
    void start();

    default void stop() {
        System.out.println("Vehicle stopped.");
    }

    private void log(String message) {
        System.out.println("Log: " + message);
    }
}

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总结

• 接口是Java中定义行为规范的重要工具。
• 接口支持多继承，可以实现多态和解耦。
• 从Java 8开始，接口可以包含默认方法和静态方法，进一步增强了其功能。