java：Java中的接口

什么是接口

概念：

官方解释：Java接口是一系列方法的声明，是一些方法特征的集合，一个接口只有方法的特征没有方法的实现，因此这些方法可以在不同的地方被不同的类实现，而这些实现可以具有不同的行为（功能）。
我的解释：接口就是公共的行为规范标准，大家在实现时，只要符合规范标准，就可以通用。 在Java中，接口可以看成是：多个类的公共规范，是一种引用数据类型。（理解为一种特殊的类，里面全部是由全局常量和公共的抽象方法所组成的）。接口是解决Java无法使用多继承的一种手段，但是接口在实际中的更多的作用是指定标准的。或者我们可以直接把接口理解为100%的抽象类，即接口中的方法必须全部是抽象方法。

接口和类的区别：

接口（Interface）和类（Class）是 Java 中两种不同的概念，它们有一些重要的区别，主要包括以下几点：

定义：

• 类是一种具体的实体，可以包含属性（字段）和方法的实现。
• 接口是一种抽象的定义，只包含方法的声明而没有方法的实现。

继承：

• 类可以使用继承来扩展另一个类的属性和方法。
• 接口可以通过实现（implements）来定义类的行为，一个类可以实现多个接口。

多态性：

• 类之间的多态性主要通过继承和方法重写来实现。
• 接口之间的多态性主要通过接口的实现来实现，一个类可以实现多个接口，从而具有多个不同的行为。

实例化：

• 类可以被实例化为对象，对象可以调用类中定义的属性和方法。
• 接口本身不能被实例化，但是可以通过实现接口的类来创建对象，并调用接口中定义的方法。

抽象性：

• 类可以是抽象类（abstract class），包含抽象方法和普通方法。
• 接口本身就是抽象的，所有方法都是抽象方法，不包含方法的具体实现。

多继承：

• 类在 Java 中不支持多继承，即一个类只能继承一个父类。
• 接口支持多继承，一个类可以实现多个接口，从而获得多个接口的行为。

接口的定义

在 Java 中，定义一个接口需要遵循以下步骤：

1. 使用 interface 关键字声明接口，接口的命名通常使用首字母大写的驼峰命名规则。
2. 在接口中定义需要暴露给外部的方法，方法声明只包含方法的签名，不包含方法体。方法可以包含参数和返回类型。
3. 接口中的方法默认是公共的（public），可以省略 public 关键字。
4. 接口中可以定义常量，常量默认是静态的和最终的（static final），可以省略这两个修饰符。
5. 接口中的方法可以包含默认实现，使用 default 关键字进行声明。

下面是一个简单的接口定义示例：

public interface Animal {
    // 定义一个抽象方法
    void eat(String food);

    // 定义一个默认方法
    default void sleep() {
        System.out.println("Animal is sleeping");
    }

    // 定义一个常量
    int LEGS = 4;
}

在上面的示例中，定义了一个名为 Animal 的接口，包含了一个抽象方法 eat、一个默认方法 sleep 和一个常量 LEGS。接口中的方法和常量都是公共的，并且不需要使用 public 关键字进行修饰。

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接口的特点

1.接口成员变量的特点：

接口中没有成员变量，只有公有静态常量。

即默认情况下属性前都会有public static final 这三个关键字修饰。如下：

public static final 数据类型 常量名=常量值;

初始化

final修饰的属性必须初始化，我们在接口中定义公有的静态常量时，必须在定义时就赋初值。（否则idea报错）。

演示：

正确的：

错误的：

2.接口成员方法的特点：

@.1在JDK7.0版本及之前版本中，接口中仅支持共有的抽象方法：

public abstract 返回值类型 方法名（）;

事实上，接口中的方法默认就是公有抽象方法，因此在接口中定义抽象方法时，可以省略掉abstract关键字。

@.2从JDK8.0开始，接口中可以由默认方法和静态方法两种：

默认方法------public default 返回值类型 方法名（）{ }

静态方法------public static 返回值类型 方法名（）{ }

需要注意的是，想定义默认方法必须在前面添加 default关键字，因为接口中的方法如果你什么都不写，默认是公有的抽象的方法。默认方法可以有方法体，且不需要实现类去实现，其实就是我们平时见到的普通的成员方法。但是默认方法是可以被实现类重写的。default关键字只能在接口中使用，就算实现类要重写默认方法，实现类中重写后的方法也不能添加default修饰符，不然IDEA报错。

@.3JDK9.0以后，接口中可以有私有方法：

private 返回值类型 方法名（）{ }

演示：

package Test1;

// 定义一个接口
interface Animal {
    void eat(); // 接口中的方法默认是public abstract的
    void sleep();
}

// 实现接口的类
class Dog implements Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("Dog is eating");
    }

    @Override
    public void sleep() {
        System.out.println("Dog is sleeping");
    }
}

// 测试类
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog();
        dog.eat(); // 调用接口中的eat方法
        dog.sleep(); // 调用接口中的sleep方法
    }
}

运行结果：

注意：如果想使用默认方法，一定不要忘记添加default关键字。

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3.接口构造方法的特点：

接口的存在的目的是为了规范类，因此，接口也不可以被实例化。接口中不允许存在代码块，也没有需要初始化的成员，因此接口没有构造方法（构造器）。在接口中定义构造器IDEA会直接报错，如下图：

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4.接口创建对象的特点：

可以通过接口类型来引用实现接口的类的对象，从而实现多态性和灵活性。

例如：

// 定义一个接口
interface Shape {
    double calculateArea(); // 计算面积的抽象方法
    double calculatePerimeter(); // 计算周长的抽象方法
}

// 实现接口的类：圆形
class Circle implements Shape {
    private double radius;

    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }

    @Override
    public double calculateArea() {
        return Math.PI * radius * radius;
    }

    @Override
    public double calculatePerimeter() {
        return 2 * Math.PI * radius;
    }
}

// 实现接口的类：矩形
class Rectangle implements Shape {
    private double length;
    private double width;

    public Rectangle(double length, double width) {
        this.length = length;
        this.width = width;
    }

    @Override
    public double calculateArea() {
        return length * width;
    }

    @Override
    public double calculatePerimeter() {
        return 2 * (length + width);
    }
}

// 测试类
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Shape circle = new Circle(5);
        System.out.println("Circle Area: " + circle.calculateArea());
        System.out.println("Circle Perimeter: " + circle.calculatePerimeter());

        Shape rectangle = new Rectangle(4, 6);
        System.out.println("Rectangle Area: " + rectangle.calculateArea());
        System.out.println("Rectangle Perimeter: " + rectangle.calculatePerimeter());
    }
}

运行结果：

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5.接口继承关系的特点：

类和接口之间的关系 :

• 类与接口是实现关系，支持"多实现"，即一个类可实现多个接口。

接口与接口之间的关系 :

• 接口与接口是继承关系，java 支持接口的多继承，即一个接口可以同时继承多个接口， 格式如下 :
• 接口 extends 接口1，接口2，接口3...

继承和实现的区别 ：

• 继承体现的是"is a"的关系，父类中定义共性内容。
• 实现体现的是"like a"的关系，父接口中定义扩展内容。

PS : 接口的"实现"可以看作是Java中对"单继承机制"的一个补充完善。接口可以在一定程度上实现代码解耦（接口规范性 + 动态绑定）。总的来看，接口的实现比类的继承更为灵活。

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总结

1. 接口定义了一组抽象方法的规范，实现接口的类必须提供这些方法的具体实现。
2. 接口中的方法默认是public和abstract的，可以省略这些修饰符。
3. 接口可以包含常量，这些常量默认是public、static和final的。
4. 类可以实现一个或多个接口，使用关键字implements。
5. 一个类可以同时继承一个类（单继承）并实现多个接口（多实现）。
6. 接口之间可以进行继承，一个接口可以继承另一个接口，使用关键字extends。
7. 接口不能被实例化，但可以通过实现接口的类来创建对象。
8. 接口提供了一种规范化的方式来实现多态性，可以通过接口类型引用实现接口的类的对象。