【本文更新于2019年5月20日】
更新內(nèi)容是將例子講的更通俗易懂看政。
由于本文屬于中高階知識(shí)允蚣，其中涉及interface知識(shí)厉萝、類(lèi)的繼承、抽象類(lèi)榨崩、方法重載等基礎(chǔ)知識(shí)章母，同學(xué)可以先自行了解一下。
1. interface簡(jiǎn)介
interface是java中的一個(gè)關(guān)鍵字，用于定義接口類(lèi)秫逝，它最主要的作用封裝一定功能的集合违帆，被定義為接口的類(lèi)不能實(shí)例化刷后。
它的另外一個(gè)常見(jiàn)的用法尝胆，是用于回調(diào)功能含衔。
通俗點(diǎn)講贪染，接口類(lèi)它本身不具備具體的功能强经，只定義一些模版或者規(guī)范匿情，由子類(lèi)去實(shí)現(xiàn)具體的功能炬称。
Java 7 版本以前玲躯，接口類(lèi)只能定義一些抽象方法與常量，子類(lèi)必須重寫(xiě)接口類(lèi)中定義的全部方法朽缴。
這樣就有一個(gè)明顯的弊端密强，不需要實(shí)現(xiàn)的方法，也要在子類(lèi)重寫(xiě)薪鹦。
在Java 8 的時(shí)候距芬，JDK支持接口類(lèi)定義靜態(tài)方法和默認(rèn)方法舀武。
在Java 9 的時(shí)候，又進(jìn)行了改進(jìn)寻馏，支持私有方法和私有靜態(tài)方法的定義诚欠。
注意，這里我說(shuō)的是方法左腔，而不是抽象方法。也就是說(shuō)JDK8與JDK9可以在接口類(lèi)中定義方法體了鞭莽。
2. 三個(gè)JDK版本的接口設(shè)計(jì)功能對(duì)比
| Java 7 | Java 8 | Java 9 |
|---|---|---|
| 常量 | 常量 | 常量 |
| 抽象方法 | 抽象方法 | 抽象方法 |
| 默認(rèn)方法 | 默認(rèn)方法 | |
| 靜態(tài)方法 | 靜態(tài)方法 | |
| 私有方法 | ||
| 私有靜態(tài)方法 |
2.1 常量與抽象方法
常量與抽象方法是接口類(lèi)的基礎(chǔ)功能摇锋。
接口中定義的變量默認(rèn)是public static final 型，也就是一個(gè)常量融求，且必須給其初值县昂，實(shí)現(xiàn)類(lèi)中不能重新定義倒彰，也不能改變其值
抽象方法使用abstract修飾待讳，通常abstract省略不寫(xiě)。
如下代碼，是演示定義一個(gè)接口類(lèi)Test以及它的常量與抽象方法露乏。
public interface Test {
String str = "abc";
int a = 10;
abstract void test();
abstract int sum();
void test2();
}
2.2 默認(rèn)方法
java 8開(kāi)始支持，也稱(chēng)擴(kuò)展方法。
默認(rèn)方法使用default 關(guān)鍵字修飾、定義嫂便。
默認(rèn)方法需要寫(xiě)方法體践樱，實(shí)現(xiàn)具體的邏輯袱院。
實(shí)現(xiàn)類(lèi)可以不重寫(xiě)默認(rèn)方法，在需要的時(shí)候進(jìn)行重寫(xiě)集灌。
以下是實(shí)現(xiàn)的示例代碼：
//接口定義,并定一個(gè)默認(rèn)方法
public interface Test {
//默認(rèn)方法
default void testDefault(){
System.out.println("default method");
}
}
//第一個(gè)實(shí)現(xiàn)類(lèi)寂恬，不重寫(xiě)默認(rèn)方法
public class TestImpl implements Test {
}
//第二個(gè)實(shí)現(xiàn)類(lèi)，重寫(xiě)默認(rèn)方法
public class TestImpl2 implements Test {
@Override
public void testDefault() {
System.out.println("TestImpl2 method");
}
}
//測(cè)試運(yùn)行
public class Run {
public static void main(String[] args) {
Test test = new TestImpl();
test.testDefault();
Test test2 = new TestImpl2();
test2.testDefault();
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
沒(méi)有重寫(xiě)父類(lèi)的方法：default method
重寫(xiě)了父類(lèi)的方法：TestImpl2 method
【代碼解釋說(shuō)明】
接口類(lèi)Test中定義了一個(gè)默認(rèn)的方法testDefault()妄壶，實(shí)現(xiàn)了一些具體的功能氨淌，示例代碼中是打印一句話“default method”屑埋。
接著续崖，TestImpl與TestImpl2都實(shí)現(xiàn)了接口類(lèi)Test莺丑。
其中只有TestImpl2重寫(xiě)了默認(rèn)方法并修改了它的功能，示例代碼中是打印一句話“TestImpl2 method”。
運(yùn)行后的結(jié)果洪鸭，也正如所見(jiàn)镇饮，默認(rèn)方法俱济，可以不被子類(lèi)重寫(xiě)辖源，被子類(lèi)重寫(xiě)后浮梢，會(huì)執(zhí)行子類(lèi)所實(shí)現(xiàn)的具體邏輯洲尊。
總結(jié)一下：
1.JDK后它允許我們?cè)诮涌陬?lèi)里添加一個(gè)默認(rèn)方法。
2.默認(rèn)方法不會(huì)破壞實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口的已有類(lèi)的兼容性裁蚁，也就是不會(huì)強(qiáng)迫接口的實(shí)現(xiàn)類(lèi)去重寫(xiě)默認(rèn)方法室谚。
3.java.util.Collection包中添加的stream(), forEach()等方法就是最好的例子。
2.3 靜態(tài)方法
JDK 8開(kāi)始支持
靜態(tài)方法使用static關(guān)鍵字修飾憎瘸、定義入篮。
靜態(tài)方法需要寫(xiě)方法體，實(shí)現(xiàn)具體的邏輯含思。
靜態(tài)方法不可以被子類(lèi)實(shí)現(xiàn)或繼承崎弃。
//定義接口、定義靜態(tài)方法
public interface TestFactory {
static Test createTest(int type){
if(type == 1){
return new TestImpl();
}else{
return new TestImpl2();
}
}
}
//測(cè)試運(yùn)行
public class Run {
public static void main(String[] args) {
Test test = TestFactory.createTest(1);
test.testDefault();
Test test2 = TestFactory.createTest(2);
test2.testDefault();
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
default method
TestImpl2 method
【代碼解釋說(shuō)明】
接口類(lèi)TestFactory 定義了一個(gè)靜態(tài)方法 createTest(),功能是創(chuàng)建Test的對(duì)象實(shí)例并返回給調(diào)用者含潘。Test類(lèi)的代碼定義見(jiàn)2.2節(jié)饲做。
測(cè)試運(yùn)行代碼中，通過(guò)得到的Test類(lèi)的對(duì)象實(shí)例遏弱，成功調(diào)用其內(nèi)部的方法盆均。
2.4 默認(rèn)方法與靜態(tài)方法的關(guān)系
- 他們都是一個(gè)完整的方法體，各自都有具體的功能實(shí)現(xiàn)漱逸。
- 靜態(tài)方法使用static修飾泪姨，默認(rèn)方法使用default修飾。
- 默認(rèn)方法內(nèi)部可以調(diào)用靜態(tài)方法饰抒，靜態(tài)方法內(nèi)部不可以調(diào)用默認(rèn)方法肮砾，因?yàn)殪o態(tài)方法只能調(diào)用靜態(tài)方法，這是語(yǔ)法上的限制袋坑，很容易理解仗处，下面是默認(rèn)方法調(diào)用靜態(tài)方法的示例。
public interface Test {
//調(diào)用靜態(tài)方法
default void testDefault(){
testStatic();
System.out.println("default method");
}
static void testStatic(){
System.out.println("static method");
}
}
//測(cè)試運(yùn)行
public class Run {
public static void main(String[] args) {
Test test = TestFactory.createTest(1);
test.testDefault();
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
static method
default method
2.5 私有方法與私有靜態(tài)方法
- java 9開(kāi)始支持
- 私有方法使用private關(guān)鍵字修飾枣宫、定義婆誓。
- 私有靜態(tài)方法使用private static關(guān)鍵字修飾、定義也颤。
- private與private static方法洋幻，只能接口自身內(nèi)部調(diào)用，實(shí)現(xiàn)類(lèi)或子類(lèi)不可重寫(xiě)重載翅娶。
- 都需要寫(xiě)方法體文留，實(shí)現(xiàn)具體的邏輯好唯。
他們的定義示例如下：
public interface Test {
private void test(){
System.out.println(" private method");
}
private static void test2(){
System.out.println(" private static method");
}
}
如果你問(wèn)我，私有方法與私有靜態(tài)方法只能自身內(nèi)部調(diào)用厂庇，是不是沒(méi)什么意義渠啊？
答案肯定是，不是的权旷！
其實(shí)，它同class類(lèi)型對(duì)象的私有方法功能是一樣的贯溅。
- 可以提高代碼的重用性
- 不讓子類(lèi)或?qū)崿F(xiàn)類(lèi)調(diào)用拄氯，也有很好的安全性。
就拿一個(gè)數(shù)字簽名來(lái)說(shuō)它浅，有PKCS#1與PKCS#7簽名译柏。他們有共性就是簽名與驗(yàn)簽，這兩個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)都需要數(shù)字證書(shū)姐霍，其中數(shù)字證書(shū)的解析功能等鄙麦，不需要子類(lèi)去實(shí)現(xiàn)，也不希望他們調(diào)用镊折，避免遭破壞胯府。那么就可以定義為私有方法。
大致過(guò)程如下：
- 1.需要實(shí)現(xiàn)類(lèi)實(shí)現(xiàn)抽象方法恨胚，設(shè)置簽名的類(lèi)型骂因、證書(shū)等
- 2.接口將簽名的具體邏輯使用私有方法達(dá)到保護(hù)以及可重用
下面拿代碼說(shuō)明,首先定義簽名接口類(lèi)
public interface Signature {
int SIGN_PKCS1 = 0;
int SIGN_PKCS7 = 1;
//設(shè)置簽名類(lèi)型 p1或者P7
int setType();
//設(shè)置簽名的數(shù)字證書(shū)
String setCert();
//具體的簽名方法，簽名邏輯用私有方法
default String sign(){
if(!checkCert()) return null;
int type = setType();
if(type == SIGN_PKCS1){
return pkcs1();
}else {
return pkcs7();
}
}
private Object parseCert(){
//解析證書(shū)
return obj;
}
private boolean checkCert(){
//檢驗(yàn)證書(shū)是否過(guò)期赃泡、是否吊銷(xiāo)
parseCert();
return true;
}
private String pkcs1(){
return "P1 簽名結(jié)果";
}
private String pkcs7(){
return "P7 簽名結(jié)果";
}
}
接口類(lèi)定義了簽名類(lèi)型寒波、簽名方法、檢驗(yàn)證書(shū)等具體的私有方法升熊， sign()方法為默認(rèn)方法俄烁，實(shí)現(xiàn)類(lèi)可以重寫(xiě)，也可不寫(xiě)级野。這樣子類(lèi)只需要設(shè)置類(lèi)型和證書(shū)即可页屠，沒(méi)有額外的代碼∩撞看代碼:
public class SignatureP1 implements Signature {
@Override
public int setType() {
return SIGN_PKCS1;
}
@Override
public String setCert() {
return null;
}
}
public class SignatureP7 implements Signature {
@Override
public int setType() {
return SIGN_PKCS7;
}
@Override
public String setCert() {
return null;
}
}
有了默認(rèn)方法和私有方法卷中，實(shí)現(xiàn)類(lèi)不需要強(qiáng)制實(shí)現(xiàn)各自公共的邏輯。交由接口類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)渊抽。最后使用的方式為:
public class Run {
public static void main(String[] args) {
Signature signature1 = new SignatureP1();
signature1.sign();
Signature signature7 = new SignatureP7();
signature7.sign();
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
P1 簽名結(jié)果
P7 簽名結(jié)果
有人說(shuō)蟆豫，這他喵的不就是抽象類(lèi)嗎！別說(shuō)懒闷，還真像十减。
他們有什么區(qū)別呢栈幸？請(qǐng)看下面我總結(jié)的幾點(diǎn)：
他們都是抽象類(lèi)型，都可以定義抽象方法帮辟，都有默認(rèn)方法速址，不強(qiáng)制實(shí)現(xiàn)類(lèi)實(shí)現(xiàn)。
類(lèi)是單繼承由驹，接口可以多實(shí)現(xiàn)芍锚。
設(shè)計(jì)理念的不同，抽象類(lèi)所表現(xiàn)的關(guān)系是"is"關(guān)系蔓榄，接口所表現(xiàn)的是"like"關(guān)系并炮，有點(diǎn)像python中的鴨子類(lèi)型，當(dāng)看到一只鳥(niǎo)走起來(lái)像鴨子甥郑、游泳起來(lái)像鴨子逃魄、叫起來(lái)也像鴨子，那么這只鳥(niǎo)就可以被稱(chēng)為鴨子澜搅。而抽象類(lèi)不行伍俘，必須是鴨子。
前文中提到過(guò)勉躺，接口中定義的變量公開(kāi)的靜態(tài)常量癌瘾，且必須給其初值，實(shí)現(xiàn)類(lèi)中不能重新定義赂蕴，也不能改變其值柳弄；抽象類(lèi)中的變量其值可以在子類(lèi)中重新定義，也可以重新賦值概说。
說(shuō)到這里碧注，另外強(qiáng)調(diào)接口的兩個(gè)問(wèn)題,一個(gè)是自身方法調(diào)用以及多實(shí)現(xiàn)的規(guī)則。
3. 方法互相調(diào)用問(wèn)題
默認(rèn)方法(default)可以調(diào)用abstract/private/static/private static方法糖赔。
而static方法只能調(diào)用static/private static方法萍丐。
調(diào)用關(guān)系不對(duì)，編譯會(huì)不過(guò)放典。
4. 多實(shí)現(xiàn)的沖突問(wèn)題
因?yàn)橐粋€(gè)類(lèi)可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口逝变，若是這些接口定義的方法存在一樣的，便會(huì)有沖突奋构。因?yàn)檫@樣壳影，子類(lèi)在調(diào)用的時(shí)候，不知道調(diào)用哪一個(gè)接口定義的方法弥臼。
像這樣宴咧，有兩種情況下會(huì)發(fā)生：
- 兩個(gè)接口沒(méi)有任何關(guān)系，有相同的方法径缅，一個(gè)類(lèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)了這兩個(gè)接口
- 一個(gè)接口繼承了另一個(gè)接口掺栅，一個(gè)類(lèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)接口
4.1 一個(gè)類(lèi)實(shí)現(xiàn)多個(gè)沒(méi)有任何關(guān)系的接口
如下代碼烙肺，TestC實(shí)現(xiàn)了TestA,TestB，而TestA,TestB中存在相同的方法
public interface TestA {
default void test(){
System.out.println("TestA");
}
}
public interface TestB{
default void test(){
System.out.println("TestB");
}
}
public class TestC implements TestA,TestB {
}
此時(shí)氧卧，會(huì)出現(xiàn)編譯錯(cuò)誤:
inherits unrelated defaults for test() from TestA and TestB
也就是說(shuō)TestA 和 TestB 都有這個(gè) test()方法桃笙，不知道要實(shí)現(xiàn)哪一個(gè)。
解決方法是重寫(xiě)這個(gè)相同的方法沙绝，方法內(nèi)部指定一個(gè)具體的接口作為實(shí)現(xiàn)方法搏明，下面代碼指定TestA 作為實(shí)現(xiàn)方法。
當(dāng)然也可以不指定父類(lèi)接口的實(shí)現(xiàn)闪檬，重寫(xiě)自己的邏輯熏瞄。
public class TestC implements TestA,TestB {
@Override
public void test() {
TestA.super.test();
}
}
進(jìn)行測(cè)試:
public class Run {
public static void main(String[] args) {
TestC testC = new TestC();
testC.test();
}
}
運(yùn)行結(jié)果
TestA
4.2 同時(shí)實(shí)現(xiàn)繼承關(guān)系的兩個(gè)接口
這種沖突，不能指定一個(gè)父接口來(lái)解決了谬以，要么重寫(xiě)實(shí)現(xiàn)邏輯，要么按照默認(rèn)的規(guī)則來(lái)調(diào)用由桌，默認(rèn)規(guī)則如下：
- 聲明在類(lèi)里面的方法優(yōu)先于任何默認(rèn)的方法为黎，也就是，在實(shí)現(xiàn)類(lèi)中重寫(xiě)這個(gè)相同的方法行您，調(diào)用的時(shí)候铭乾，優(yōu)先級(jí)最高。
- 如果默認(rèn)方法沒(méi)有在類(lèi)中實(shí)現(xiàn)娃循，優(yōu)先選取最具體的實(shí)現(xiàn)
重寫(xiě)的優(yōu)先級(jí)最高炕檩，我們來(lái)看優(yōu)先選取最具體的實(shí)現(xiàn),接口定義如下:
public interface TestA {
default void test(){
System.out.println("TestA");
}
}
public interface TestB extends TestA{
default void test(){
System.out.println("TestB");
}
}
public class TestC implements TestA,TestB {
}
TestC 實(shí)現(xiàn)了TestB,TestB并且沒(méi)用重寫(xiě)test()方法，TestB繼承了TestA捌斧。測(cè)試運(yùn)行：
public class Run {
public static void main(String[] args) {
TestC testC = new TestC();
testC.test();
}
}
運(yùn)行結(jié)果
TestB
鑒于此笛质，接口不能提供對(duì)Object類(lèi)的任何方法的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)，如接口里不能提供對(duì)equals捞蚂，hashCode以及toString的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)妇押。
因?yàn)椋粋€(gè)類(lèi)實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口并且是Object的子類(lèi)姓迅，已經(jīng)有了equals/hashCode/toString等方法的實(shí)現(xiàn)敲霍，那么接口定義的就沒(méi)有意義了。
在類(lèi)里實(shí)現(xiàn)的方法丁存，調(diào)用優(yōu)先級(jí)最高肩杈。
5. 總結(jié)
- 掌握J(rèn)DK7\8\9三個(gè)版本中接口類(lèi)的變化
- JDK 9之后，接口中支持定義方法可以包括私有的解寝、抽象的扩然、默認(rèn)的、靜態(tài)的编丘。
- 一個(gè)類(lèi)實(shí)現(xiàn)了多接口時(shí)与学，若存在相同方法彤悔，注意他們的調(diào)用方式和沖突。
