Java基础教程(17)--接口

  就像类一样，接口也是引用类型。它可以包含常量，方法签名，默认方法，静态方法和嵌套类型。在接口中，只有默认方法和静态方法有方法体。但不同于类，接口无法实例化，它只能被类实现或被其他接口继承。

一.定义接口

  接口的定义由修饰符、关键字interface、接口名、extends关键字（接口可以继承并且支持多继承）和若干继承的父接口（如果有的话）以及接口体组成，语法如下（方括号表示可选内容）：

public interface DoIt [extends Interface1, Interface2, ...] [throws Exception1, Exception2, ...] {
    void doSomething (int i, double x);
    int doSomethingElse(String s);
}

  public修饰符代表这个接口可以在任何地方使用。如果没有指定接口是public的，那么这个接口只能在定义这个接口的包中使用。
  一个接口可以继承其他接口，就像一个类可以继承另外一个类一样。不同的是，一个类只能继承一个父类，而一个接口可以继承多个接口。
  接口体包含了若干个抽象方法，从Java8之后，接口中还可以包含默认方法和静态方法。抽象方法后直接跟分号，没有大括号，因为抽象方法不包含实现。默认方法使用default关键字定义，静态方法使用static关键字定义。接口中的所有方法都默认且必须是public的，因此可以省略方法前的public。
  此外，接口可以包含常量声明。在接口中定义的所有常量都默认是public，static和final的，因此可以省略这些修饰符。

二.实现接口

  要实现接口，需要在定义类时在类名后面使用implements关键字，然后跟着以逗号分隔的要实现的接口列表。按照惯例，如果类既继承了父类，又实现了接口，implements语句应该放在extends语句后面。
  下面定义了一个USB接口：

public interface USB {
    void read();
    void write();
}

  如果一个类实现了某个接口，则它必须实现这个接口中所有的抽象方法。假设现在我们要定义一个U盘类，它需要实现USB接口，那么它必须实现USB接口中定义的read和write方法：

public class UDisk implements USB {
    @Override
    public void read() {
        System.out.println("Reading UDisk...");
    }

    public void write() {
        System.out.println("Writing UDisk...");
    }
}

  当定义了一个新的接口时，实际上就是定义了一个新的引用数据类型。如果定义了一个接口类型的变量，则这个变量只能引用实现了这个接口的类的实例。例如：

USB usb = new UDisk();

  若接口的抽象方法中包含异常，那么在实现这个抽象方法时可以抛出异常列表中的全部或部分异常，以及这些异常的子类，甚至不抛出异常。有关异常的知识将会在后面的文章中进行介绍。

三.接口中的静态方法

  和类一样，接口也可以有静态方法。不同的是，在类中，既可以通过定义静态方法的类及其子类调用静态方法，也可以通过该类和子类的实例调用静态方法（可以但不推荐）；在接口中，则只能通过定义静态方法的接口去调用静态方法，而不能通过实现它的类及其实例调用静态方法。接口的静态方法仅对于接口本身可见。例如下面的接口：

public interface Bar {
    static void foo() {
        System.out.println("I'm a static method.");
    }
}

  可以通过Bar.foo()的形式调用这个静态方法。假设有个BarImpl实现了这个接口，那么无论是BarImpl.foo()或new BarImpl().foo()都会产生编译错误，因为这个静态方法对它们来说是不可见的。

四.默认方法

  从Java8之后，可以为接口中的方法提供一个默认实现。使用关键字default来表示这是一个默认方法。例如：

public interface Comparable<T> {
    default int compareTo(T other) {
        return 0;
    }
}

  当然，这里的默认方法并没有太大用处，因为Comparable的每一个实现类都要覆盖这个方法。不过有些情况下，默认方法可能很有用。如果希望在发生鼠标点击事件时得到通知，就要实现一个包含5个方法的接口：

public interface MouseListener {
    void mouseClicked(MouseEvent event);
    void mousePressed(MouseEvent event);
    void mouseReleaseed(MouseEvent event);
    void mouseEntered(MouseEvent event);
    void mouseExited(MouseEvent event);
}

  大多数情况下，我们只关心其中的一两个事件。可以将所有方法声明为默认方法，这些默认方法什么也不做：

public interface MouseListener {
    default void mouseClicked(MouseEvent event) {}
    default void mousePressed(MouseEvent event) {}
    default void mouseReleaseed(MouseEvent event) {}
    default void mouseEntered(MouseEvent event) {}
    default void mouseExited(MouseEvent event) {}
}

  这样一来，实现这个接口时，只需要覆盖真正关心的事件方法就可以了。
  默认方法可以调用其他的默认方法、静态方法和抽象方法。例如，Collection接口可以定义一个便利方法：

public interface Collection {
    int size();
    default boolean isEmpty() {
        return size() == 0;
    }
}

  这样在实现Collection接口时就不用操心isEmpty方法了。
  默认方法的一个重要用法是“接口演化”。以Collection接口为例，这个接口作为Java的一部分已经很多年了。后来，在Java8中，又为这个接口增加了一个stream方法。假设stream不是一个默认方法，那么其他已经实现了Collection接口的类将不能编译，因为要实现接口就必须实现接口所有的抽象方法。这样一来，就要修改其他所有已经实现了Collection接口的类的代码，这显然不是我们愿意看到的。
  不过，如果我们为stream方法提供默认实现，那么问题就迎刃而解了。其他已经实现了Collection接口的类不用做任何修改，就可以通过编译，而且还可以在这些类的实例上调用stream方法。如果真的有部分类需要重新定义stream方法而不是使用默认的stream方法，那么工作量也会小很多。
  下面来讨论默认方法的继承问题。当一个接口继承一个包含默认方法的接口时，可以执行以下操作：

1. 不做任何修改，完全继承父接口的默认方法；
2. 重新声明这个默认方法，使它变成抽象方法；
3. 重写这个默认方法。

  执行第1种和第3种操作时，接口的实现类既可以选择使用默认的实现，也可以覆盖这个默认的方法。但执行第2种操作时，则必须实现这个抽象方法。