面试官:小伙子,你给我说一下Java接口新特性及抽象类与接口的区别吧

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前言

接口,是Java语言中一种引用数据类型,是方法的集合,如果说类的内部封装了成员变量、构造方法和成员方法,那么接口的内部主要就是封装了方法,包含抽象方法(JDK 7及以前),默认方法和静态方法(JDK 8),私有方法(JDK 9)。

在Java中,接口表示一种规范/约束,要求实现者必须遵循该规范:用来约束使用者应该怎么做。继承是一个"是不是"的关系,而接口实现则是 "能不能"的关系,是行为的抽象。

接口的定义,它与定义类方式相似,但是使用 interface 关键字。接口也是定义在 .java 文件中的,它也会被编译成 .class文件,但一定要明确它并不是类,而是另外一种引用数据类型。

class 类名.java --> .class 文件

interface 接口名.java --> .class 文件

接口的使用,它不能创建对象,但是可以被实现(implements ,类似于被继承)。一个实现接口的类(可以看做是接口的子类),需要实现接口中所有的抽象方法,创建该类对象,就可以调用方法了,否则它必须声明为抽象类。

定义格式

接口只能使用 public abstract 关键字修饰,abstract 一般不写。

public interface 接口名称 {
    // 常量
    // 抽象方法   实现类必须全部重写
    // 默认方法   实现类可以重写,也可以直接使用
    // 静态方法   接口名直接调用
    // 私有方法   本接口中,自己使用
}

public 关键字是常量、抽象方法、默认方法、静态方法的默认修饰符,可以省略。

常量

接口中,无法定义成员变量,但是可以定义常量,其值不可以改变,默认使用 public static final 修饰,修饰符可省略

定义接口:

public interface LiveAble {
   int NUM0; // 错误,必须赋值  
   int NUM1 =10; // 正确,省去了默认修饰符 public static final
   public static final int NUM2= 100; // 正确,完整写法
}

定义测试类:

public class InterfaceDemo {
   public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Live.NUM1);
        System.out.println(Live.NUM2);
    }
}
输出结果:
10
100

抽象方法

抽象方法:默认使用 public abstract 修饰,可以省略。该方法供子类实现使用。

代码如下:

public interface InterfaceName {
     public abstract void method();
}

默认方法和静态方法

默认方法:使用 public default 修饰,default 不可省略,有方法体,供子类调用或者子类重写。

静态方法:使用 public static 修饰,static 不可省略,有方法体,供接口直接调用。

代码如下:

public interface InterfaceName {
     public default void method() {
        // 执行语句
    }
     public static void method2() {
        // 执行语句    
    }
}

私有方法

私有方法:使用 private 修饰,不可省略,供接口中的默认方法或者静态方法调用。 代码如下:

public interface InterfaceName {
    private void method() {
        // 执行语句
    }
}

实现的概述

类与接口的关系为实现关系,即类实现接口,该类可以称为接口的实现类,也可以称为接口的子类。实现的动作类似继承,格式相仿,只是关键字不同,实现使用 implements 关键字。

非抽象子类实现接口:

  1. 必须重写接口中所有抽象方法。
  2. 继承了接口的默认方法,既可以直接调用,也可以重写。

实现格式:

class 类名 implements 接口名 {
    // 重写接口中抽象方法【必须】
  	// 重写接口中默认方法【可选】
} 

抽象方法的使用

必须全部实现,代码如下:

定义接口:

public interface LiveAble {
    // 定义抽象方法
    public abstract void eat();
    public abstract void sleep();
}

定义实现类:

public class Animal implements LiveAble {

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("吃东西");
    }

    @Override
    public void sleep() {
        System.out.println("晚上睡觉");
    }
}

定义测试类:

public class InterfaceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建子类对象  
        Animal a = new Animal();
        // 调用实现后的方法
        a.eat();
        a.sleep();
    }
}
输出结果:
吃东西
晚上睡

默认方法的使用

可以继承,可以重写,二选一,但是只能通过实现类的对象来调用。

  1. 继承默认方法,代码如下:

定义接口:

public interface LiveAble {
    public default void fly(){
        System.out.println("天上飞");
    }
}

定义实现类:

public class Animal implements LiveAble {
	// 继承,什么都不用写,直接调用
}

定义测试类:

public class InterfaceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建子类对象  
        Animal a = new Animal();
        // 调用默认方法
        a.fly();
    }
}
输出结果:
天上飞

  1. 重写默认方法,代码如下:

定义接口:

public interface LiveAble {
    public default void fly(){
        System.out.println("天上飞");
    }
}

定义实现类:

public class Animal implements LiveAble {
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("自由自在的飞");
    }
}

定义测试类:

public class InterfaceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建子类对象  
        Animal a = new Animal();
        // 调用重写方法
        a.fly();
    }
}
输出结果:
自由自在的飞

静态方法的使用

接口中的静态方法只能使用接口名调用,实现类不能重写,不可以通过实现类的类名或者实现类的对象调用,代码如下:

定义接口:

public interface LiveAble {
    public static void run(){
        System.out.println("跑起来~~~");
    }
}

定义实现类:

public class Animal implements LiveAble {
	// 无法重写静态方法
}

定义测试类:

public class InterfaceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // Animal.run(); // 【错误】无法继承方法,也无法调用
        LiveAble.run(); // 
    }
}
输出结果:
跑起来~~~

私有方法的使用

  • 私有非静态方法:只有默认方法可以调用;解决多个默认方法之间重复代码问题
  • 私有静态方法:默认方法和静态方法可以调用,解决多个静态方法之间重复代码问题

因为是私有的,所以子接口和实现类不能覆盖重写。

如果一个接口中有多个默认方法,并且方法中有重复的内容,那么可以抽取出来,封装到私有方法中,供默认方法去调用。从设计的角度讲,私有的方法是对默认方法和静态方法的辅助。

定义接口:

public interface LiveAble {
    default void func(){
        func1();
        LiveAble.func2();
    }
    private void func1(){
        System.out.println("func1~~~");
    }
    private static void func2(){
        System.out.println("func2~~~");
    }
}

接口的多实现

之前学过,在继承体系中,一个类只能继承一个父类。而对于接口而言,一个类是可以实现多个接口的,这叫做接口的多实现。并且,一个类能继承一个父类,同时实现多个接口。

实现格式:

修饰符 class 类名 [extends 父类名] implements 接口名1, 接口名2, 接口名3... {
    // 重写接口中抽象方法【必须】
  	// 重写接口中默认方法【不重名时可选】
} 

抽象方法

接口中,有多个抽象方法时,实现类必须重写所有的抽象方法。如果多个接口的抽象方法有重名的,只需要重写一次。代码如下:

定义多个接口:

interface A {
    public abstract void showA();
    public abstract void show();
}

interface B {
    public abstract void showB();
    public abstract void show();
}

定义实现类:

public class C implements A, B{
    @Override
    public void showA() {
        System.out.println("showA");
    }

    @Override
    public void showB() {
        System.out.println("showB");
    }

    @Override
    public void show() {
        System.out.println("show");
    }
}

默认方法

接口中,有多个默认方法时,实现类都可继承使用。如果多个接口的默认方法有重名的,必须重写一次。代码如下:

定义多个接口:

interface A {
    public default void methodA(){}
    public default void method(){}
}

interface B {
    public default void methodB(){}
    public default void method(){}
}

定义实现类:

public class C implements A,B{
    @Override
    public void method() {
        System.out.println("method");
    }
}

静态方法

多个接口中,存在同名的静态方法并不会冲突,原因是只能通过各自接口名访问静态方法。

public interface MyInterface {
    public static void inter(){
        system.out.println("接口静态方法");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args){
        //接口名直接调用
        MyInterface.inter();
    }
}

方法重名时的优先级问题

当一个类,既继承一个父类,又实现若干个接口时,若父类中的成员方法与接口中的默认方法重名且子类中未重写,子类就近选择执行父类的成员方法。代码如下: 定义接口:

interface A {
    public default void methodA() {
        System.out.println("AAAAAAAAAAAA");
    }
}

定义父类:

class B {
    public void methodA() {
        System.out.println("BBBBBBBBBBBB");
    }
}

定义子类:

class C extends B implements A {
    // 未重写methodA方法  
}

定义测试类:

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        C c = new C();
        c.methodA();
    }
}
输出结果:
BBBBBBBBBBBB

接口的多继承

一个接口能继承另一个或者多个接口,这和类之间的继承比较相似。接口的继承使用 extends 关键字,子接口继承父接口的方法。如果父接口中的默认方法有重名的,那么子接口需要重写一次。代码如下:

定义父接口:

interface A {
    public default void method(){
        System.out.println("AAAAAAAAAAAAAAAAAAA");
    }
}

interface B {
    public default void method(){
        System.out.println("BBBBBBBBBBBBBBBBBBB");
    }
}

定义子接口:

interface C extends A,B {
    @Override
    public default void method() {
        System.out.println("CCCCCCCCCCCCCCCCCCC");
    }
}

子接口重写默认方法时,default关键字必须保留。 子类重写默认方法时,default关键字不可以保留。

接口解决了其他语言中多继承的弊端,将多继承这种机制在java中通过多实现来完成:

  1. 多继承的弊端:当多个父类中有相同功能时,子类调用会产生不确定性。核心原因就是在于多继承父类中方法有主体,而导致调用运行时,不确定运行哪个主体内容。

  2. 为什么多实现能解决这种冲突?:因为接口中的功能都没有方法体,需要由子类来明确。

接口的其他特点

接口没有构造器、代码块,因为接口中没有类变量和实例变量需要初始化,只有常量

接口不能直接实例化创建对象,因为没有构造器

抽象类和接口的区别

通过实例进行分析和代码演示抽象类和接口的用法。

1、举例:

​ 犬:

​ 行为:

​ 吼叫;

​ 吃饭;

​ 缉毒犬:

​ 行为:

​ 吼叫;

​ 吃饭;

​ 缉毒;

2、思考:

​ 由于犬分为很多种类,他们吼叫和吃饭的方式不一定相同,在描述的时候不能具体化,也就是吼叫和吃饭的行为不能明确。当描述行为时,行为的具体动作不能明确,这时,可以将这个行为写成抽象行为,那么这个类也就是抽象类。

​ 可是当缉毒犬有其他额外功能时,而这个功能并不在这个事物的体系中。这时可以让缉毒犬具备犬科自身特点的同时也有其他额外功能,可以将这个额外功能到定义接口中,实现缉毒功能的既可以缉毒警察,也可以是缉毒犬。

interface 缉毒 {
	public abstract void 缉毒();
}

//定义犬科的共性功能
abstract class 犬科{
	public abstract void 吃饭();
	public abstract void 吼叫();
}
// 缉毒犬属于犬科一种,让其继承犬科,获取到犬科的特性,
//由于缉毒犬具有缉毒功能,那么它只要实现缉毒接口即可,这样即保证缉毒犬具备犬科的特性,也拥有了缉毒的功能
class 缉毒犬 extends 犬科 implements 缉毒 {
	public void 缉毒() {
	}
	void 吃饭() {
	}
	void 吼叫() {
	}
}

3、通过上面的例子总结接口和抽象类的区别:

相同点:

都位于继承的顶端,用于被其他类实现或继承;

都不能直接实例化对象;

都包含抽象方法,其子类都必须实现这些抽象方法;

区别:

抽象类中可以变量、常量,抽象方法,非抽象方法,构造方法;接口中可以有常量,抽象方法( JDK8新增:默认方法,静态方法;JDK9新增:私有方法)

一个类只能继承一个直接父类(可能是抽象类),却可以实现多个接口(接口弥补了Java的单继承的局限性)

抽象类为继承体系中的共性内容,接口为继承体系中的扩展功能

  • 成员区别

    • 抽象类
      • 变量,常量;抽象方法,非抽象方法,构造方法
    • 接口
      • 常量;抽象方法( JDK8:默认方法,静态方法;JDK9:私有方法)
  • 关系区别

    • 类与类
      • 继承,单继承
    • 类与接口
      • 实现,可以单实现,也可以多实现
    • 接口与接口
      • 继承,单继承,多继承
  • 设计理念区别

    • 抽象类

      • 对类抽象,包括属性、行为
    • 接口

      • 对行为抽象,主要是行为

最后

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