Java 接口

Java 接口是一组抽象方法的集合。接口用于实现抽象，其中你可以定义没有具体实现（没有方法体）的方法。接口是一种引用类型，与类相似。

除了抽象方法外，接口还可以包含常量、默认方法、静态方法和嵌套类型。只有默认方法和静态方法才有方法体。

编写接口类似于编写类。但是，类描述了对象的属性和行为，而接口包含了类所实现的行为。除非实现接口的类本身是抽象的，否则所有接口的方法都需要在类中定义。

Java 接口与类：相似性和差异性

相似性

接口与类在以下几个方面是相似的：

接口可以包含任意数量的方法。
接口是在以 .java 扩展名命名的文件中编写的，文件名需要与接口名相同。
接口的字节码出现在 .class 文件中。
接口位于包中，并且相应的字节码文件必须在一个与包名匹配的目录结构中。

差异性

然而，接口与类在以下几个方面有所不同：

你不能实例化一个接口。
接口中没有构造函数。
接口中的所有方法都是抽象的。
接口中不能包含实例字段。接口中唯一可以出现的字段必须同时声明为 static 和 final。
接口不是由类扩展的，而是由类实现的。
接口可以扩展多个接口。

在 Java 中声明接口

使用 interface 关键字声明接口。以下是一个简单的声明接口的例子：

/* 文件名 : NameOfInterface.java */
import java.lang.*; // 任意数量的导入语句

public interface NameOfInterface {
   // 任意数量的 final, static 字段
   // 任意数量的抽象方法声明
}

Java 接口的特性

接口具有以下特性：

接口隐式地是抽象的。在声明接口时不需要使用 abstract 关键字。
接口中的每个方法隐式地是抽象的，因此不需要 abstract 关键字。
接口中的方法隐式地是 public 的。

在 Java 中实现接口

当一个类实现一个接口时，可以认为该类签署了一份契约，同意执行接口的具体行为。如果一个类没有执行接口的所有行为，则该类必须声明自身为抽象类。

类使用 implements 关键字实现接口。implements 关键字出现在类声明的 extends 部分之后。

实现 Java 接口的例子

/* 文件名 : MammalInt.java */
public class MammalInt implements Animal {

   public void eat() {
      System.out.println("Mammal eats");
   }

   public void travel() {
      System.out.println("Mammal travels");
   } 

   public static void main(String args[]) {
      MammalInt m = new MammalInt();
      m.eat();
      m.travel();
   }
}

interface Animal {
   public void eat();
   public void travel();
}

输出：

Mammal eats
Mammal travels

在 Java 接口中定义重写方法的规则

当重写接口中定义的方法时，有几个规则需要遵循：

实现方法不应声明检查异常，除非接口方法已经声明了，或者实现方法声明的是接口方法声明的子类。
当重写方法时，应该保持接口方法签名和相同的返回类型或子类型。
实现类本身可以是抽象的，如果是这样，则不需要实现接口方法。

实现 Java 接口的规则

当实现接口时，有几个规则：

一个类可以同时实现多个接口。
一个类可以仅扩展一个类，但可以实现多个接口。
一个接口可以扩展另一个接口，类似于一个类可以扩展另一个类的方式。

扩展 Java 接口

接口可以像类一样扩展另一个接口。使用 extends 关键字来扩展接口，子接口继承父接口的方法。

扩展 Java 接口的例子

// 文件名: Sports.java
public interface Sports {
   public void setHomeTeam(String name);
   public void setVisitingTeam(String name);
}

// 文件名: Football.java
public interface Football extends Sports {
   public void homeTeamScored(int points);
   public void visitingTeamScored(int points);
   public void endOfQuarter(int quarter);
}

// 文件名: Hockey.java
public interface Hockey extends Sports {
   public void homeGoalScored();
   public void visitingGoalScored();
   public void endOfPeriod(int period);
   public void overtimePeriod(int ot);
}

实现多个 Java 接口

Java 类只能扩展一个父类。多重继承是不允许的。然而，接口不是类，一个接口可以扩展多个父接口。

使用一次 extends 关键字，并用逗号分隔多个父接口。

例如，如果 Hockey 接口扩展了 Sports 和 Event，则声明如下：

public interface Hockey extends Sports, Event

实现多个 Java 接口的例子

interface Sports {
   public void setHomeTeam(String name);
   public void setVisitingTeam(String name);
}

interface Football extends Sports {
   public void homeTeamScored(int points);
   public void visitingTeamScored(int points);
   public void endOfQuarter(int quarter);
}

interface Hockey extends Sports {
   public void homeGoalScored();
   public void visitingGoalScored();
   public void endOfPeriod(int period);
   public void overtimePeriod(int ot);
}

interface Event {
   public void organize();
}

public class HockeyDemo implements Hockey, Event {

   public void setHomeTeam(String name) {
      System.out.println("Home team: " + name);
   }

   public void setVisitingTeam(String name) {}

   public void homeGoalScored() {}

   public void visitingGoalScored() {}

   public void endOfPeriod(int period) {}

   public void overtimePeriod(int ot) {}

   public static void main(String[] args) {
      HockeyDemo hockeyDemo = new HockeyDemo();
      hockeyDemo.setHomeTeam("India");
      hockeyDemo.organize();
   }

   public void organize() {
      System.out.println("Match organized. ");
   }
}

输出：

Home team: India
Match organized.

标记 Java 接口

最常见的扩展接口的情况发生在父接口不包含任何方法的情况下。例如，在 java.awt.event 包中的 MouseListener 接口扩展了 java.util.EventListener，定义如下：

package java.util;
public interface EventListener {}

一个没有方法的接口被称为标记接口。标记接口的设计目的有两个基本方面：

创建一个共同的父接口 —— 例如，EventListener 接口被 Java API 中的几十个其他接口所扩展，你可以使用标记接口来创建一组接口之间的共同父接口。例如，当一个接口扩展 EventListener 时，JVM 知道这个特定接口将用于事件委托场景。
向类添加一个数据类型 —— 这就是术语“标记”来源于此的情况。实现标记接口的类不需要定义任何方法（因为接口没有任何方法），但通过多态性，类成为接口类型。