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Java 接口剖析

news 2025/7/14 15:04:27

一、基本概念

1. 什么是接口？

接口是一种特殊的抽象类。
它定义了方法的签名（没有实现），实现该接口的类必须提供这些方法的具体实现。
接口实现了多继承的能力（Java 不支持类的多继承）。

public interface Animal {void eat();       // 抽象方法void sleep();     // 抽象方法
}

2. 接口的特点

所有方法默认是 public abstract（即使不写）。
变量默认是 public static final。
接口不能实例化。
类通过 implements 实现接口。
一个类可以实现多个接口。

二、接口的定义与实现

1. 定义接口

public interface Flyable {void fly();
}

2. 实现接口

public class Bird implements Flyable {@Overridepublic void fly() {System.out.println("Bird is flying.");}
}

3. 多接口实现

public class Airplane implements Flyable, Transportable {// 必须实现两个接口的所有抽象方法
}

三、接口的新特性（Java 8 / Java 9）

1. Java 8：默认方法（Default Methods）

允许在接口中提供默认实现。
解决接口升级时对已有实现类的影响。

public interface Vehicle {default void start() {System.out.println("Vehicle started.");}
}

2. Java 8：静态方法

接口中可以定义静态方法。

public interface Logger {static void log(String message) {System.out.println("Log: " + message);}
}

3. Java 9：私有方法

支持私有方法（包括私有静态方法），用于辅助默认方法。

public interface Helper {default void doSomething() {helperMethod();}private void helperMethod() {System.out.println("Helper method.");}
}

四、接口 vs 抽象类

特性	接口	抽象类
方法实现	默认方法（Java 8+）	可以有具体方法
构造函数	没有	有
成员变量	默认 public static final	可为普通变量
多继承	支持	不支持
访问修饰符	只能是 public	可为 protected、private 等

五、接口的使用场景

实现多态和解耦
- 接口让代码更灵活，便于替换实现。
设计模式中的应用
- 工厂模式、策略模式、观察者模式等都依赖接口。
API 设计
- 提供统一的行为规范，隐藏具体实现细节。
模块化开发
- 各个模块之间通过接口通信，降低耦合度。

六、接口的命名规范

接口名通常使用名词或形容词（如 Runnable, Serializable）。
表示行为的能力型接口，常用 -able, -ible, -ist 等后缀：
- Comparable
- Cloneable
- EventListener

七、常见面试题整理

Q1：接口和抽象类的区别？

见上表总结。

Q2：为什么接口的方法默认是 public abstract 的？

接口的设计目的是为了被实现，所以方法必须对外公开，且没有实现。

Q3：Java 8 中接口引入 default 方法的意义是什么？

允许在不破坏已有实现的前提下对接口进行升级。

Q4：接口中可以有构造方法吗？

不可以。接口不能实例化，也没有构造方法。

Q5：如何解决多个接口中存在同名默认方法的问题？

需要手动在实现类中重写冲突的方法：

class MyClass implements A, B {@Overridepublic void sameMethodName() {A.super.sameMethodName();  // 调用A的默认方法}
}

八、经典案例分析

示例：支付系统设计

interface PaymentMethod {boolean pay(double amount);
}class CreditCard implements PaymentMethod {@Overridepublic boolean pay(double amount) {System.out.println("Paid by credit card: $" + amount);return true;}
}class PayPal implements PaymentMethod {@Overridepublic boolean pay(double amount) {System.out.println("Paid via PayPal: $" + amount);return true;}
}// 使用
PaymentMethod payment = new PayPal();
payment.pay(100.0);

九、最佳实践

优先使用接口而不是继承（除非需要共享状态）。
接口应尽量小而精，符合单一职责原则。
避免接口污染，只暴露必要的方法。
合理使用默认方法，不要滥用。
接口名称要有意义，表达清晰意图。

十、扩展阅读

《Effective Java》第 3 版 – 第 20 条：倾向于使用接口而非抽象类
Java 官方文档：https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/IandI/createinterface.html
Java 8 新特性详解（Lambda、默认方法、Stream API）

📌 总结一句话：