说明

本文根据个人理解以及学习记录撰写，如有不对或者理解不到之处请指正。

接口

概述

接口是Java中的一种引用类型，是方法的集合，内部主要封装了方法，包含抽象方法（JDK 7及以前），默认方法和静态方法（JDK 8），私有方法（JDK 9）。
接口的定义，它与定义类方式相似，但是使用 interface 关键字。它也会被编译成.class文件，但一定要明确它并不是类，而是另外一种引用数据类型。¹
接口的使用，它不能创建对象，但是可以被实现（ implements ，类似于被继承）。一个实现接口的类（可以看做是接口的子类），需要实现接口中所有的抽象方法，创建该类对象，就可以调用方法了，否则它必须是一个抽象类。

定义格式

 public interface 接口名称 {
    
    
     // 抽象方法 
     // 默认方法
     // 静态方法
     // 私有方法 
}

抽象方法

抽象方法使用关键字abstract修饰，关键字可省，没有方法体，需要子类实现。
代码示例：

//定义接口
ublic interface MyInterface {
    
    
    void work();
  	public abstract void sleep();  
｝
//定义实现类
public class MyInterfaceImpl implements MyInterface{
    
    
    @Override
    public void work() {
    
    
		//方法体
    }
    @Override
    public void sleep() {
    
    
		//方法体
    }
}
//定义测试类
public class MyInterfaceDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        MyInterfaceImpl myInterface = new MyInterfaceImpl();
        myInterface.sleep();
        myInterface.work();
    }
}

默认方法

默认方法使用关键字default修饰，不可省，供子类调用或者重写。
代码示例：

//定义接口
public interface MyInterface {
    
    
    default void work(){
    
    
        System.out.println("正在工作");
}
//定义实现类
public class MyInterfaceImpl implements MyInterface {
    
    
		//可重写可不重写
}
//定义测试类
public class MyInterfaceDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        MyInterfaceImpl myInterface = new MyInterfaceImpl();
        myInterface.work();
    }
}

静态方法

静态方法使用关键字static修饰，不可省，供接口直接调用。²
代码示例：

//定义接口
public interface MyInterface {
    
    
    static void eat(){
    
    
    	//方法体
	}
}
//定义实现类
public class MyInterfaceImpl implements MyInterface {
    
    
		//无法重写静态方法
}
//定义测试类
public class MyInterfaceDemo {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        MyInterface.sleep();
    }
}

私有方法和私有静态方法

私有方法：使用 private 修饰，供接口中的默认方法或者静态方法调用。³
代码示例：

public interface MyInterface{
    
    
	default void life(){
    
    
        sleep();
        play();
	｝    
    public static void sleep(){
    
    
    	//	方法体
	}    
    private static void play()
   		//方法体
    }
｝

接口的多实现

在继承体系中，一个类只能继承一个父类。而对于接口而言，一个类是可以实现多个接口的，这叫做接口的多实现。并且，一个类在继承一个父类的同时可以实现多个接口。
实现格式：

class 类名 [extends 父类名] implements 接口名1,接口名2,接口名3... {
    
    
     // 重写接口中抽象方法【必须】
     // 重写接口中默认方法【不重名时可选】    
}
注：[ ]中内容为可选操作。

抽象方法

接口中，有多个抽象方法时，实现类必须重写所有抽象方法。如果抽象方法有重名的，只需要重写一次。
代码示例：

//定义多个接口
interface A {
    
    
     public abstract void showA();   
     public abstract void show();
 }
   interface B {
    
    
     public abstract void showB();
     public abstract void show();
 }
//定义实现类
public class C implements A,B{
    
    
     @Override
     public void showA(){
    
    
         System.out.println("showA");
     }
     @Override
     public void showB() {
    
    
         System.out.println("showB");  
     }
     @Override
     public void show() {
    
    
         System.out.println("show");
     }
 }

默认方法

接口中，有多个默认方法时，实现类都可继承使用。如果默认方法有重名的，必须重写一次。

//定义多个接口
interface A {
    
    
     public default void methodA(){
    
    
	}
     public default void method(){
    
    
	}
 }
interface B {
    
       
     public default void methodB(){
    
    
	}
     public default void method(){
    
    
	} 
}
//定义实现类
public class C implements A,B{
    
    
    @Override 
    public void method() {
    
     
  	   System.out.println("method");
    }
 }

静态方法

接口中，存在同名的静态方法并不会冲突，原因是只能通过各自接口名访问静态方法。

优先级

当一个类，既继承一个父类，又实现若干个接口时，父类中的成员方法与接口中的默认方法重名，子类就近选择执行父类的成员方法。代码如下：

//定义接口
interface A {
    
    
     public default void methodA(){
    
    
         System.out.println("AAAAAAAAAAAA");
     }
 }
 //定义父类
class D {
    
    
     public void methodA(){
    
    
        System.out.println("DDDDDDDDDDDD");
     }
}
//定义子类
class C extends D implements A {
    
    
    // 未重写methodA方法
}
//定义测试类
public class Test {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
         C c = new C();        
         c.methodA();
      }
 } 
 
运行结果: DDDDDDDDDDDD

接口的多继承

一个接口能继承另一个或者多个接口，这和类之间的继承比较相似。接口的继承使用 extends 关键字，子接口继承父接口的方法。继承多个接口的时候，如果父接口们中的默认方法有重名的，那么子接口需要重写一次重名的方法。

注意：
子接口重写默认方法时，default关键字可以保留。
子类重写默认方法时，default关键字不可以保留。

其他成员特点

接口中，无法定义成员变量，但是可以定义常量，其值不可以改变，默认使用public static ﬁnal修饰。
接口中，没有构造方法，不能创建对象。
接口中，没有静态代码块（static{ //执行语句 }）。

多态

概述

多态是继封装、继承之后，面向对象的第三大特性。
多态（Polymorphism）按字面的意思就是“多种状态”。在面向对象语言中，接口的多种不同的实现方式即为多态。

格式
父类类型变量名 = new 子类对象；
变量名.方法名();

注意： 当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误；如果有，执行的是子类重写后方法。

多态的优点

实际开发的过程中，父类类型作为方法形式参数，传递子类对象给方法，进行方法的调用，更能体现出多态的扩展性与便利
示例代码

//父类
public abstract  class Animal {
    
    
    public abstract void eat();
}
//子类
public class Cat extends Animal {
    
    
    @Override
    public void eat() {
    
    
        System.out.println("吃鱼");
    }
}
//子类
public class Dog extends Animal{
    
    
    @Override
    public void eat() {
    
    
        System.out.println("吃骨头");
    }
}
//测试示例
public class Test {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Cat c = new Cat();
        c.eat();
        Dog d = new Dog();
        d.eat();
        showCatEat(c);
        showDogEat(d);

        showAnimalEat(c);
        showAnimalEat(d);

    }
    private static void showDogEat(Dog dog) {
    
    
        dog.eat();
    }
    private static void showCatEat(Cat cat) {
    
    
        cat.eat();
    }
    //展示多态的优点，不需要分别创建子类，就能调用子类中的方法
    private static void showAnimalEat(Animal a) {
    
    
        a.eat();
    }
}

运行结果：
吃鱼
吃骨头
吃鱼
吃骨头

首先写了一个父类Animal，然后写了两个子类Cat和Dog分别继承了父类，并重写了其中的方法。接着在测试用例中分别创建了Cat类型的变量和Dog类型的变量以及它们的对象。然后又写了三个方法，类型分别是之前创建的三个类。
由于多态特性的支持，showAnimalEat方法的Animal类型，是Cat和Dog的父类类型，父类类型接收子类对象，当然可以把Cat对象和Dog对象，传递给方法。
当eat方法执行时，多态规定，执行的是子类重写的方法，那么效果自然与showCatEat、showDogEat方法一致，所以showAnimalEat完全可以替代以上两方法
不仅仅是替代，在扩展性方面，无论之后再多的子类出现，我们都不需要编写showXxxEat方法了，直接使用 showAnimalEat都可以完成。
所以，多态的好处，体现在，可以使程序编写的更简单，并有良好的扩展。

引用类型转换

多态的转型分为向上转型与向下转型两种：

向上转型
多态本身是子类类型向父类类型向上转换的过程，这个过程是默认的。
当父类引用指向一个子类对象时，便是向上转型。
使用格式：
父类类型变量名 = new 子类类型();
如：Animal a = new Cat();

向下转型
父类类型向子类类型向下转换的过程，这个过程是强制的。
一个已经向上转型的子类对象，将父类引用转为子类引用，可以使用强制类型转换的格式，便是向下转型。
使用格式：
父类类型变量名 = new 子类类型();
如：Animal a = new Cat();

为什么要转型

当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误。也就是说，不能调用子类拥有，而父类没有的方法。编译都错误，更别说运行了。这也是多态给我们带来的一点"小麻烦"。所以，想要调用子类特有的方法，必须做向下转型。

//
public abstract  class Animal {
    
    
    public abstract void eat();
}
//
public class Cat extends Animal {
    
    
    @Override
    public void eat() {
    
    
        System.out.println("吃鱼");
    }
    public void catchMouse(){
    
    
        System.out.println("抓老鼠");
    }
}
//
public class Dog extends Animal{
    
    
    @Override
    public void eat() {
    
    
        System.out.println("吃骨头");
    }
    public void watchHouse(){
    
    
        System.out.println("看家");
    }
}
//
public class Test 
     public static void main(String[] args) {
    
    
           // 向上转型
           Animal a = new Cat();
           a.eat();  // 调用的是 Cat 的 eat
           // 向下转型              
           Cat c = (Cat)a;
           c.catchMouse();  // 调用的是 Cat 的 catchMouse              	  	    
		}  
}

转型的异常

public class Test {
    
    
     public static void main(String[] args) {
    
    
           // 向上转型
           Animal a = new Cat(); 
           a.eat();// 调用的是 Cat 的 eat     
           // 向下转型 
           Dog d = (Dog)a; 
           d.watchHouse(); // 调用的是 Dog 的 watchHouse 【运行报错】    
     }
}

这段代码可以通过编译，但是运行时，却报出了 ClassCastException ，类型转换异常！这是因为，明明创建了 Cat类型对象，运行时，当然不能转换成Dog对象的。这两个类型并没有任何继承关系，不符合类型转换的定义。为了避免ClassCastException的发生，Java提供了 instanceof 关键字，给引用变量做类型的校验，格式如下：
变量名 instanceof 数据类型
如果变量属于该数据类型，返回true。
如果变量不属于该数据类型，返回false。

所以，转换前，我们好先做一个判断，代码如下：

public class Test {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //向上转型
        Animal a = new Cat();
        a.eat();
        //调用的是 Cat 的 eat           
        //向下转型      
        if (a instanceof Cat) {
    
    
            Cat c = (Cat) a;
            c.catchMouse();
            //调用的是 Cat 的 catchMouse    
        } else if (a instanceof Dog) {
    
    
            Dog d = (Dog) a;
            d.watchHouse();
            //调用的是 Dog 的 watchHouse 
        }
    }
}

综合示例

进行描述笔记本类，实现笔记本使用USB鼠标、USB键盘：
USB接口，包含开启功能、关闭功能；
笔记本类，包含运行功能、关机功能、使用USB设备功能；
鼠标类，要实现USB接口，并具备点击的方法；
键盘类，要实现USB接口，具备敲击的方法。

//创建USB接口
public interface Usb {
    
    
    public abstract void open();
    public abstract void close();
}
//创建实现类鼠标
public class Mouse implements Usb{
    
    

    @Override
    public void open() {
    
    
        System.out.println("插入鼠标");
    }

    @Override
    public void close() {
    
    
        System.out.println("拔出鼠标");
    }

    public void click(){
    
    
        System.out.println("鼠标输入");
    }
}
//创建实现类键盘
public class Keyboard implements Usb{
    
    
    @Override
    public void open() {
    
    
        System.out.println("插入键盘");
    }

    @Override
    public void close() {
    
    
        System.out.println("拔出键盘");
    }

    public void print(){
    
    
        System.out.println("键盘输入");
    }
}
//创建类电脑
public class Laptop {
    
    
    public void run(){
    
    
        System.out.println("电脑开机");
    }
    public void Usb(Usb usb){
    
    
        if (usb != null){
    
    
            usb.open();
            if (usb instanceof Mouse){
    
    
                Mouse mouse = new Mouse();
                mouse.click();
            }else if (usb instanceof Keyboard){
    
    
                Keyboard keyboard = new Keyboard();
                keyboard.print();
            }
            usb.close();
        }
    }
}
/*
* 实现电脑和接口之间的互动
* */
public class DemoTest {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Laptop laptop = new Laptop();
        laptop.run();

        Usb m = new Mouse();
        laptop.Usb(m);

        Usb k = new Keyboard();
        laptop.Usb(k);

    }
}
运行结果：
电脑开机
插入鼠标
鼠标输入
拔出鼠标
插入键盘
键盘输入
拔出键盘

引用数据类型：数组，类，接口。 ↩︎
被static修饰的方不可以创建对象调用，而是通过类名调用。同时，该方法不能被重写 ↩︎
private关键字不可省，被该关键字修饰的方法和变量只能在本类当中使用。除了成员变量外不建议使用。 ↩︎

浅谈接口与多态的相关内容

目录

说明

接口

概述

定义格式

抽象方法

默认方法

静态方法

私有方法和私有静态方法

接口的多实现

抽象方法

默认方法

静态方法

优先级

接口的多继承

其他成员特点

多态

概述

多态的优点

引用类型转换

为什么要转型

转型的异常

综合示例

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