JAVA为什么要继承接口？什么场景需要继承接口？

初学JAVA，一开始觉得为啥要继承接口来实现，又要写@Override又要写一遍实现方法，直接使用直接实现不就行了，多次一举。后面多次学习后觉得继承接口确实有用。下面是通义千文给出的答案：

为什么要继承接口？继承接口与直接实现的区别

实现继承接口更加容易修改，以及扩展新的内容。

为了更直观地说明直接实现与继承接口实现的代码差异，以及在什么情况下更适合使用继承接口，我们可以通过一个具体的例子来探讨。假设我们正在开发一个支付系统，该系统需要支持多种支付方式（如信用卡、PayPal、比特币等）。我们将分别展示直接实现和使用接口的方式，并分析它们的适用场景。

场景：支付系统的演变

直接实现的方式

如果直接为每种支付方式创建独立的类，每个类都实现了支付逻辑，那么代码可能会像下面这样：

public class CreditCardPayment {
    public void pay(double amount) {
        System.out.println("Paid " + amount + " via Credit Card.");
    }
}

public class PayPalPayment {
    public void pay(double amount) {
        System.out.println("Paid " + amount + " via PayPal.");
    }
}

public class BitcoinPayment {
    public void pay(double amount) {
        System.out.println("Paid " + amount + " via Bitcoin.");
    }
}

在这个版本中，每个支付方式都有自己的pay方法。然而，这种做法有几个问题：

• 没有统一的方法签名，这意味着客户端代码必须知道具体使用的支付方式。
• 如果要添加新的支付方式或修改现有支付方式的行为，可能需要更改大量代码。
• 不同支付方式之间的共性无法被有效利用。

使用接口的方式

定义一个Payment接口，所有支付方式都实现这个接口：

public interface Payment {
    void pay(double amount);
}

public class CreditCardPayment implements Payment {
    @Override
    public void pay(double amount) {
        System.out.println("Paid " + amount + " via Credit Card.");
    }
}

public class PayPalPayment implements Payment {
    @Override
    public void pay(double amount) {
        System.out.println("Paid " + amount + " via PayPal.");
    }
}

public class BitcoinPayment implements Payment {
    @Override
    public void pay(double amount) {
        System.out.println("Paid " + amount + " via Bitcoin.");
    }
}

现在，无论哪种支付方式，只要实现了Payment接口，就可以保证它们具有相同的pay方法签名。这使得客户端代码可以依赖于接口而不是具体的实现类，从而提高了灵活性和可扩展性。

public class PaymentProcessor {
    private Payment paymentMethod;

    public PaymentProcessor(Payment paymentMethod) {
        this.paymentMethod = paymentMethod;
    }

    public void processPayment(double amount) {
        paymentMethod.pay(amount);
    }
}

我初看这样看起来继承接口实现更加复杂，效果一样，还不如直接用直接实现简单明了。但是后面如果涉及到修改，假如需要把pay方法从double类改为String类，两者方法的优劣就显示出来了：

直接实现修改后的代码（使用String）

当你需要将pay方法的参数类型改为String时，你必须逐一修改每个类中的pay方法：

public class CreditCardPayment {
    public void pay(String amount) {
        System.out.println("Paid " + amount + " via Credit Card.");
    }
}

public class PayPalPayment {
    public void pay(String amount) {
        System.out.println("Paid " + amount + " via PayPal.");
    }
}

public class BitcoinPayment {
    public void pay(String amount) {
        System.out.println("Paid " + amount + " via Bitcoin.");
    }
}

此外，所有调用这些方法的地方也需要相应地修改，以传入String类型的参数。这意味着你需要遍历整个代码库，找到所有使用这些支付方式的地方，并进行更新。这样做不仅耗时，而且容易引入错误。

使用接口的方式

原始代码（使用double）

java

深色版本

public interface Payment {
    void pay(double amount);
}

public class CreditCardPayment implements Payment {
    @Override
    public void pay(double amount) {
        System.out.println("Paid " + amount + " via Credit Card.");
    }
}

public class PayPalPayment implements Payment {
    @Override
    public void pay(double amount) {
        System.out.println("Paid " + amount + " via PayPal.");
    }
}

public class BitcoinPayment implements Payment {
    @Override
    public void pay(double amount) {
        System.out.println("Paid " + amount + " via Bitcoin.");
    }
}

修改后的代码（使用String）

在这种情况下，你只需要修改Payment接口中的pay方法签名：

public interface Payment {
    void pay(String amount); // 只需修改这一行
}

然后，所有实现了Payment接口的类都会收到编译器的提示，告知它们需要覆盖新的pay方法。你可以逐一更新这些类：

public class CreditCardPayment implements Payment {
    @Override
    public void pay(String amount) {
        System.out.println("Paid " + amount + " via Credit Card.");
    }
}

public class PayPalPayment implements Payment {
    @Override
    public void pay(String amount) {
        System.out.println("Paid " + amount + " via PayPal.");
    }
}

public class BitcoinPayment implements Payment {
    @Override
    public void pay(String amount) {
        System.out.println("Paid " + amount + " via Bitcoin.");
    }
}

更重要的是，所有依赖于Payment接口的客户端代码（如PaymentProcessor）也只需做最小限度的修改，因为它们已经与具体的实现解耦。例如：

public class PaymentProcessor {
    private Payment paymentMethod;

    public PaymentProcessor(Payment paymentMethod) {
        this.paymentMethod = paymentMethod;
    }

    public void processPayment(String amount) { // 修改这里
        paymentMethod.pay(amount);
    }
}

优势分析

1. 集中修改：在接口驱动的设计中，你只需要在一个地方（即接口本身）进行修改，然后让编译器帮助你找到所有需要更新的地方。这种方式减少了遗漏或错误的可能性。

2. 强制一致性：由于所有实现类都必须遵循接口定义的方法签名，因此一旦接口发生变更，所有的实现类都会被要求做出相应的调整，确保了行为的一致性。

3. 简化维护：接口使得修改更容易跟踪和管理，尤其是在大型项目中，当涉及到多个开发人员时，接口可以作为明确的契约，指导如何扩展或更改系统。

4. 更好的工具支持：现代IDE通常提供强大的重构工具，可以帮助自动完成大部分的修改工作，特别是当涉及到接口变更时。这些工具可以更可靠地处理大规模的代码库更新。

对比总结

在这个例子中，可以看到使用接口实现方式在面对API变更时具有明显的优势。它不仅减少了手动修改的工作量，还提高了代码的可维护性和一致性。相比之下，直接实现方式在需要进行类似的重大变更时，可能会导致更多的代码修改，增加了出错的风险，并且难以保证所有地方都被正确更新。因此，在设计之初就考虑使用接口来定义公共行为和能力，可以为未来的维护和扩展带来极大的便利。

什么时候该使用继承接口？

• 需要定义一组共同的行为或能力：当你希望多个类共享某些行为但不想强制这些类之间有任何直接的关系时，接口是非常合适的。例如，在上述例子中，不同的支付方式都需要提供支付的功能，但它们彼此之间并没有直接的继承关系。

• 支持多态性：接口允许你编写能够处理不同类型的对象的代码，只要这些对象实现了相同的接口。这有助于构建更加灵活和可扩展的应用程序。

• 促进松耦合设计：通过依赖于接口而非具体的实现类，你可以降低模块之间的耦合度，使系统更易于维护和扩展。

• 遵守面向对象设计原则：使用接口可以帮助你更好地遵守SOLID原则中的依赖倒置原则（DIP），即高层模块不应该依赖低层模块，两者都应该依赖抽象；抽象不应该依赖细节，细节应该依赖抽象。