Java 接口（Interface）

在本教程中，我們將學(xué)習(xí)Java接口。我們將借助示例學(xué)習(xí)如何實(shí)現(xiàn)接口以及何時(shí)使用它們。

在Java中，接口定義了其他類必須實(shí)現(xiàn)的一組規(guī)范。例如，

interface Polygon {
   public void getArea();
}

這里Polygon是一個(gè)接口。我們使用了interface關(guān)鍵字來聲明一個(gè)接口。

getArea()方法是在Polygon接口中定義的規(guī)范，所有使用此接口的類都必須實(shí)現(xiàn)getArea()方法。

接口可以包含抽象方法和常量。例如，

interface Polygon {
   public static final String color = "blue";
   
   public  void getArea();
}

在上面的示例中，我們創(chuàng)建了一個(gè)接口Polygon。它包括一個(gè)常量變量color和一個(gè)抽象方法getArea()。

重要的是要注意，接口內(nèi)的所有方法都是隱式的public，所有字段都是隱式的public static final。因此，不必在接口內(nèi)部指定訪問說明符。例如，我們可以將上面的代碼編寫為

interface Polygon {
   String color = "blue";
   
    void getArea();
}

接口 與 implements 關(guān)鍵字

像抽象類一樣，我們無法創(chuàng)建接口的對(duì)象。但是，我們可以在其他類中實(shí)現(xiàn)接口。在Java中，我們使用 implements關(guān)鍵字來實(shí)現(xiàn)接口。例如，

interface Polygon {
    void getArea(int length, int breadth);
}

class Rectangle implements Polygon {
    public void getArea(int length, int breadth) {
        System.out.println("矩形的面積是 " + (length * breadth));
    }
}

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Rectangle r1 = new Rectangle();
        r1.getArea(5, 6);
    }
}

輸出結(jié)果

矩形的面積是 30

在上面的程序中，我們創(chuàng)建了一個(gè)接口Polygon。Polygon接口具有抽象方法getArea()。

 這意味著任何實(shí)現(xiàn)Polygon的類都必須為getArea()方法提供實(shí)現(xiàn)。

注意，Rectangle類（實(shí)現(xiàn)Polygon接口）具有帶有實(shí)現(xiàn)的方法getArea()。

為什么要使用接口？

現(xiàn)在我們知道了接口是什么，讓我們了解為什么在Java中使用接口。

• 接口提供了類（實(shí)現(xiàn)它）必須遵循的規(guī)范。

• 在上面的示例中，我們已使用getArea()作為接口Polygon中的規(guī)范。 這就像設(shè)置一個(gè)規(guī)則，即我們應(yīng)該能夠獲取每個(gè)多邊形的面積。 因此，任何實(shí)現(xiàn)Polygon接口的類都必須提供getArea()方法的實(shí)現(xiàn)。

• 與抽象類相似，接口可以幫助我們實(shí)現(xiàn)Java抽象。在這里，我們知道getArea()計(jì)算多邊形的面積，但是對(duì)于不同的多邊形，計(jì)算面積的方式是不同的。因此，getArea()的實(shí)現(xiàn)彼此獨(dú)立。

• 接口還用于在Java中實(shí)現(xiàn)多重繼承。如果子類是從兩個(gè)或多個(gè)類繼承的，則它是多重繼承。

  在Java中，無法通過繼承類來實(shí)現(xiàn)多重繼承。但是，一個(gè)類可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口。這使我們可以獲得Java中多重繼承的功能。例如，

  interface Line {
     ...
  }
  interface Polygon {
     ...
  }
  class Rectangle implements Line, Polygon{
     ...
  }

  在此，Rectangle必須提供Line和Polygon的所有方法的實(shí)現(xiàn)。

接口中的私有方法和靜態(tài)方法

Java 8中，接口現(xiàn)在可以包含靜態(tài)方法。

與類相似，我們可以使用其引用訪問接口的靜態(tài)方法。 例如，

Polygon.staticMethod();

另外，接口在Java 9發(fā)行版中支持私有方法?，F(xiàn)在，您可以在接口中使用私有方法和私有靜態(tài)方法。

由于無法實(shí)例化接口，因此將私有方法用作輔助方法，以為接口中的其他方法提供支持。

接口中的默認(rèn)方法

Java 8中，在接口內(nèi)部引入了帶有實(shí)現(xiàn)的方法（默認(rèn)方法）。而在此之前，所有方法都是Java中的抽象方法。

要在接口內(nèi)部聲明默認(rèn)方法，我們使用default關(guān)鍵字。例如，

public default void getSides() {
   //getSides()的主體
}

為什么使用默認(rèn)方法？

讓我們以一個(gè)場(chǎng)景來理解為什么Java中引入了默認(rèn)方法。

假設(shè)我們需要在接口中添加一個(gè)新方法。

我們可以輕松地在接口中添加該方法，而無需執(zhí)行。但是，這還不是故事的結(jié)局。我們實(shí)現(xiàn)該接口的所有類都必須提供該方法的實(shí)現(xiàn)。

如果大量類正在實(shí)現(xiàn)此接口，則我們需要跟蹤所有這些類并對(duì)其進(jìn)行更改。這不僅繁瑣，而且容易出錯(cuò)。

為了解決這個(gè)問題，Java引入了默認(rèn)方法。默認(rèn)方法像普通方法一樣繼承。

讓我們以一個(gè)實(shí)例來更好地理解默認(rèn)方法。

示例2：默認(rèn)方法

interface  Polygon {
   void getArea();
   default void getSides() {
      System.out.println("我可以得到多邊形的邊。");
   }
}

class Rectangle implements Polygon {
   public void getArea() {
      int length = 6;
      int breadth = 5;
      int area = length * breadth;
      System.out.println("矩形的面積是 "+area);
   }

   public void getSides() {
      System.out.println("我有四條邊。");
   }
}

class Square implements Polygon {
   public void getArea() {
      int length = 5;
      int area = length * length;
      System.out.println("正方形的面積是 "+area);
   }
}

class Main {
   public static void main(String[] args) {
      Rectangle r1 = new Rectangle();
      r1.getArea();
      r1.getSides();

      Square s1 = new Square();
      s1.getArea();
   }
}

輸出結(jié)果

矩形的面積是 30
我有四條邊。
正方形的面積是 25

在上面的示例中，我們創(chuàng)建了一個(gè)Polygon接口。Polygon有一個(gè)默認(rèn)方法getSides()和一個(gè)抽象方法getArea()。

然后，Rectangle類實(shí)現(xiàn)Polygon，Rectangle提供了抽象方法getArea()的實(shí)現(xiàn)，并覆蓋了默認(rèn)方法getSides()。

我們創(chuàng)建了另一個(gè)Square類，它也實(shí)現(xiàn)了Polygon。 在這里，Square僅提供抽象方法getArea()的實(shí)現(xiàn)。

接口的實(shí)際應(yīng)用示例

讓我們看一個(gè)更實(shí)用的Java接口示例。

//使用sqrt函數(shù)
import java.lang.Math;

interface  Polygon {
   void getArea();
  
     //計(jì)算多邊形的周長
   default void getPerimeter(int... sides) {
      int perimeter = 0;
      for (int side: sides) {
         perimeter += side;
      }

   System.out.println("周長: " + perimeter);
   }
}

class Triangle implements Polygon {
   private int a, b, c;
   private double s, area;

    //初始化三角形的邊
   Triangle(int a, int b, int c) {
      this.a = a;
      this.b = b;
      this.c = c;
      s = 0;
   }

    //計(jì)算三角形的面積
   public void getArea() {
      s = (double) (a + b + c)/2;
      area = Math.sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c));
      System.out.println("面積: " + area);
   }
}

class Main {
   public static void main(String[] args) {
      Triangle t1 = new Triangle(2, 3, 4);

      //調(diào)用Triangle類的方法
      t1.getArea();

      //調(diào)用Polygon類的方法
      t1.getPerimeter(2, 3, 4);
   }
}

輸出結(jié)果

面積: 2.9047375096555625
周長: 9

在上面的程序中，我們創(chuàng)建了一個(gè)接口Polygon。它包括默認(rèn)方法getParameter()和抽象方法getArea()。

我們可以用相同的方式計(jì)算所有多邊形的周長，因此我們?cè)赑olygon中實(shí)現(xiàn)了getPerimeter()的主體。 現(xiàn)在，所有實(shí)現(xiàn)Polygon的多邊形都可以使用getPerimeter()來計(jì)算周長。

但是，面積的計(jì)算方式，對(duì)于不同的多邊形是不同的，因?yàn)橛?jì)算面積的規(guī)則對(duì)于不同的多邊形是不同的。

因此，沒有在Polygon中實(shí)現(xiàn)而包含了getArea()。 并且，任何實(shí)現(xiàn)Polygon接口的類都必須提供getArea()的實(shí)現(xiàn)。

接口 與 extends 關(guān)鍵字

與類相似，接口可以繼承其他接口，extends關(guān)鍵字被用于繼承接口。例如，

interface Line {
   //Line接口的成員
}

interface Polygon extends Line {
   //Polygon接口和Line接口的成員
}

在上面的示例中，接口Polygon擴(kuò)展了Line接口。 現(xiàn)在，如果一個(gè)類實(shí)現(xiàn)了Polygon，則它應(yīng)該為Line和Polygon的所有抽象類提供實(shí)現(xiàn)。

注意，一個(gè)接口可以繼承多個(gè)接口，類似于實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口的類。例如，

interface A {
   ...
}
interface B {
   ... 
}

Interface C extends A, B {
   ...
}