Java 接口（Interface） - Java教程

在本教程中，我们将学习Java接口。我们将借助示例学习如何实现接口以及何时使用它们。

在Java中，接口定义了其他类必须实现的一组规范。例如，

interface Polygon {
   public void getArea();
}

这里Polygon是一个接口。我们使用了interface关键字来声明一个接口。

getArea()方法是在Polygon接口中定义的规范，所有使用此接口的类都必须实现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，我们创建了一个接口Polygon。它包括一个常量变量color和一个抽象方法getArea()。

重要的是要注意，接口内的所有方法都是隐式的public，所有字段都是隐式的public static final。因此，不必在接口内部指定访问说明符。例如，我们可以将上面的代码编写为

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

接口 与 implements 关键字

像抽象类一样，我们无法创建接口的对象。但是，我们可以在其他类中实现接口。在Java中，我们使用 implements关键字来实现接口。例如，

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

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

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

输出结果

矩形的面积是 30

在上面的程序中，我们创建了一个接口Polygon。Polygon接口具有抽象方法getArea()。

 这意味着任何实现Polygon的类都必须为getArea()方法提供实现。

注意，Rectangle类（实现Polygon接口）具有带有实现的方法getArea()。

为什么要使用接口？

现在我们知道了接口是什么，让我们了解为什么在Java中使用接口。

• 接口提供了类（实现它）必须遵循的规范。

• 在上面的示例中，我们已使用getArea()作为接口Polygon中的规范。 这就像设置一个规则，即我们应该能够获取每个多边形的面积。 因此，任何实现Polygon接口的类都必须提供getArea()方法的实现。

• 与抽象类相似，接口可以帮助我们实现Java抽象。在这里，我们知道getArea()计算多边形的面积，但是对于不同的多边形，计算面积的方式是不同的。因此，getArea()的实现彼此独立。

• 接口还用于在Java中实现多重继承。如果子类是从两个或多个类继承的，则它是多重继承。

  在Java中，无法通过继承类来实现多重继承。但是，一个类可以实现多个接口。这使我们可以获得Java中多重继承的功能。例如，

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

  在此，Rectangle必须提供Line和Polygon的所有方法的实现。

接口中的私有方法和静态方法

Java 8中，接口现在可以包含静态方法。

与类相似，我们可以使用其引用访问接口的静态方法。 例如，

Polygon.staticMethod();

另外，接口在Java 9发行版中支持私有方法。现在，您可以在接口中使用私有方法和私有静态方法。

由于无法实例化接口，因此将私有方法用作辅助方法，以为接口中的其他方法提供支持。

接口中的默认方法

Java 8中，在接口内部引入了带有实现的方法（默认方法）。而在此之前，所有方法都是Java中的抽象方法。

要在接口内部声明默认方法，我们使用default关键字。例如，

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

为什么使用默认方法？

让我们以一个场景来理解为什么Java中引入了默认方法。

假设我们需要在接口中添加一个新方法。

我们可以轻松地在接口中添加该方法，而无需执行。但是，这还不是故事的结局。我们实现该接口的所有类都必须提供该方法的实现。

如果大量类正在实现此接口，则我们需要跟踪所有这些类并对其进行更改。这不仅繁琐，而且容易出错。

为了解决这个问题，Java引入了默认方法。默认方法像普通方法一样继承。

让我们以一个实例来更好地理解默认方法。

示例2：默认方法

interface  Polygon {
   void getArea();
   default void getSides() {
      System.out.println("我可以得到多边形的边。");
   }
}

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

   public void getSides() {
      System.out.println("我有四条边。");
   }
}

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

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

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

输出结果

矩形的面积是 30
我有四条边。
正方形的面积是 25

在上面的示例中，我们创建了一个Polygon接口。Polygon有一个默认方法getSides()和一个抽象方法getArea()。

然后，Rectangle类实现Polygon，Rectangle提供了抽象方法getArea()的实现，并覆盖了默认方法getSides()。

我们创建了另一个Square类，它也实现了Polygon。 在这里，Square仅提供抽象方法getArea()的实现。

接口的实际应用示例

让我们看一个更实用的Java接口示例。

//使用sqrt函数
import java.lang.Math;

interface  Polygon {
   void getArea();
  
     //计算多边形的周长
   default void getPerimeter(int... sides) {
      int perimeter = 0;
      for (int side: sides) {
         perimeter += side;
      }

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

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

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

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

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

      //调用Triangle类的方法
      t1.getArea();

      //调用Polygon类的方法
      t1.getPerimeter(2, 3, 4);
   }
}

输出结果

面积: 2.9047375096555625
周长: 9

在上面的程序中，我们创建了一个接口Polygon。它包括默认方法getParameter()和抽象方法getArea()。

我们可以用相同的方式计算所有多边形的周长，因此我们在Polygon中实现了getPerimeter()的主体。 现在，所有实现Polygon的多边形都可以使用getPerimeter()来计算周长。

但是，面积的计算方式，对于不同的多边形是不同的，因为计算面积的规则对于不同的多边形是不同的。

因此，没有在Polygon中实现而包含了getArea()。 并且，任何实现Polygon接口的类都必须提供getArea()的实现。

接口 与 extends 关键字

与类相似，接口可以继承其他接口，extends关键字被用于继承接口。例如，

interface Line {
   //Line接口的成员
}

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

在上面的示例中，接口Polygon扩展了Line接口。 现在，如果一个类实现了Polygon，则它应该为Line和Polygon的所有抽象类提供实现。

注意，一个接口可以继承多个接口，类似于实现多个接口的类。例如，

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

Interface C extends A, B {
   ...
}