本文深入探讨Java接口的概念、特性及其使用，包括接口的定义、实现、多态性以及接口与类之间的关系。详细讲解了接口中的抽象方法、默认方法、静态方法和私有方法的使用，并通过实例演示了接口的多实现、多继承和多态的运用，展示了如何利用接口提升代码的灵活性和复用性。
接口 多态
接口 三大特征：多态 引用类型转换
*接口
1.1概述：
是Java语言中一种引用类型，是方法的集合，如果说类的内部封装了成员变量、构造方法和成员方 法，那么 接口的内部主要就是封装了方法，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。
----引用数据类型：数组，类，接口
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。
1.2 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
}
含有抽象方法
抽象方法：使用abstract关键字修饰，可以省略，没有方法体。该方法供子类实现使用。
代码如下：
public interface InterFaceName{
public abstract void method();
}
含有默认方法和静态方法
默认方法：使用default修饰，不可省略，供子类调用或者子类重写
静态方法：使用static修饰，供接口直接调用
代码如下：
public interface InterFaceName{
public default void method(){
//执行语句
}
public static void method(){
//执行语句
}
}
含有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
代码如下：
public interface InterFaceName{
private void method(){
//执行语句
}
}
1.3基本的实现
实现的概述
类与接口的关系为实现关系，即类实现接口，该类可以称为接口的实现类，也可以称为接口的子类。实现的动作类 似继承，格式相仿，只是关键字不同，实现使用 implements 关键字。
非抽象子类实现接口：
-
必须重写接口中所有抽象方法。 2. 继承了接口的默认方法，即可以直接调用，也可以重写。
实现格式：class 类名 implemnets 接口名{ //重写接口中抽象方法 //重写接口中默认方法 }抽象方法的使用
必须全部实现，代码如下
定义接口：
public interface InterFaceName{ //定义抽象方法 public abstract void eat(); public abstract void sleep(); }定义实现类：
public class Animal implements LiveAble { @Override public void eat() { System.out.println("吃东西"); } @Override public void sleep() { System.out.println("晚上睡"); } }定义实现类：
public class InertfaceDemo { public static void main(String[] args) { //创建子类对象 Animal a = new Animal(); //调用实现后的方法 a.eat(); a.sleep(); } }默认方法的使用
可以继承，可以重写，二选一，但是只能通过实现类的对象来调用
1.继承默认方法，代码如下：
定义接口：
public interface LiveAble { public default void fly(){ System.out.println("天上飞"); } }定义实现类：
public class Animal implements LiveAble{ //继承什么都不用写，直接调用 }定义测试：
public class InterFaceName { public static void main(String[] args) { //创建子类对象 Animal a = new Animal(); a.fly(); } }2.重写默认方法，代码如下：
定义接口：
public interface LiveAble { public default void fly(){ System.out.println("天上飞"); } }定义实现类：
public class Animal implements LiveAble{ @Override public void fly(){ System.out.println("自由的飞"); } }定义测试类：
public class InterFaceName { public static void main(String[] args) { //创建子类对象 Animal a = new Animal(); a.fly(); } }静态方法的使用
静态与.class文件相关，只能使用接口名调用，不可以通过实现类的类名或者实现类的对象调用，代码如下：
接口类
public interface LiveAble { public static void run(){ System.out.println("加油"); } }实现类：
public class Animal implements LiveAble{ //无法重写静态方法 }测试：
public class InterFaceName { public static void main(String[] args) { Animal.run();//错位的写法，无法继承方法，也无法调用 LiveAble.run(); } }私有方法的使用
*私有方法：只有默认方法可以调用
*私有静态方法：默认方法和静态方法可以调用
-
如果一个接口中有多个默认，并且方法中有重复的内容，那么可以抽取出来，封装到私有方法中，供默认方法去调用。从设计角度讲，私有的方法是对默认方法和静态方法的辅助。
定义接口：
public interface LiveAble { default void func(){ func1(); func2(); } private void func1(){ System.out.println("00000"); } private void func2(){ System.out.println("11111"); } }1.4接口的多实现
之前学过，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，一个类能继承一个父类，同时实现多个接口。
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】 }[]:表示2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。代码如 下：
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(); }实现类：
public class C implements A,B{ @Override public void showA(){ System.out.println("1"); } @Override public void showB(){ System.out.println("2"); } @Override public void show(){ System.out.println("0"); } }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。代码如下：
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，原因是只有通过各自接口名访问静态方法。
优先级的问题
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("uzi"); }定义父类：
class D{ public void methodA(){ System.oout.println("jacklove"); } }子类：
class extends D implements A{ //为重写methodAff }测试类：
public class Test{ public static void main(String[] args){ C c = new C(); c.methodA(); } }1.3 接口的多继承（了解）
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。如果父接口中的默认方法有重名的，那么子接口需要重写一次。代码如下：
定义父接口：
interface A{
public default void methodA(){}
System.out.println("uzi");
}
interface B{
public default void methodA(){}
System.out.println("rng");
}
定义子接口：
interface C{
@Override
public default void methodA(){}
System.out.println("ig");
}
****: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
1.6 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
多态
2.1概述：
引入：
多态是继封装、继承之后，面向对象的第三大特性。
生活中，比如跑的动作，小猫、小狗和大象，跑起来是不一样的。再比如飞的动作，昆虫、鸟类和飞机，飞起来也 是不一样的。可见，同一行为，通过不同的事物，可以体现出来的不同的形态。多态，描述的就是这样的状态。
定义：
*多态：是指同一行为，具有多个不同表现形式。
前提（重点）
1.继承或者实现（二选一）
2.方法的重写（意义的体现：不重写，无意义）
3.父类引用指向子类对象（格式体现）
2.2多态的体现
多态体现的格式：
父类类型 变量名 = new 子类对象；
变量名.方法名（）；
父类类型：指子类对象继承的父类类型，或者实现的父类接口类型。
代码如下：
Fu f = new Zi();
f.method().
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。
代码如下：
定义父类
public abstract class Animal{
public abstract void eat();
}
定义子类：
class Cat extends Animal{
public void eat(){
System.out.println("吃鱼");
}
}
class Dog extends Animal{
public void eat(){
System.out.println("吃肉");
}
}
测试类
public class Test{
public static void main(String[] args){
//多态形式，创建对象
Animal a1 = new Cat();
//调用的是Cat的cat
a1.eat();
//多态形式，创建对象
Animal a2= new Dog();
a2.eat();
}
}
2.3多态的好处
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，更能体现出多态的拓展性与便利。代码如下：
定义父类
public abstract class Animal{
public abstract void eat();
}
定义子类
class Cat extends Animal{
public void eat(){
System.out.println("吃鱼");
}
}
class Dog extends Animal{
public void eat(){
System.out.println("吃肉");
}
}
定义测试类
public class Test{
public static void main(String[] args){
Animal a1 = new Cat();
Animal a2= new Dog();
//调用showCatEat
showCatEat(c);
showDogEat(d);
/*以上两个方法可以被showAnimalEat(Animal a)代替*/
showAnimalEat(c);
showAnimalEat(d);
}
public static void showCatEat (Cat c){
c.eat();
}
public static void showDogEat (Dog d){
d.eat();
}
public static void showAnimalEat (Animal a){
a.eat();
}
}
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。
2.4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：
子类类型 变量名 = （子类类型）父类变量名；
如：Cat c = （Cat）a；
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。
转型演示，代码如下：
定义类：
abstract class Animal{
public abstract void eat();
}
class Cat extends Animal{
public void eat(){
System.out.println("吃鱼");
}
public void eatMouse(){
System.out.println("吃老鼠");
}
}
class Dog extends Animal{
public void eat(){
System.out.println("吃肉");
}
public void watchHouse(){
System.out.println("看门");
}
}
测试类
public class Test{
public static void main(String[] args){
//向上转型
Animal a = new Cat();
a.eat();
//向下转型
Cat c = (Cat)a;
c.catMouse();
}
}
转型的异常
转型的过程中，一不小心就会遇到这样的问题，请看如下代码
public class Test{
public static void main(String[] args){
//向上转型
Animal a = new Cat();
a.eat();
//向下转型
Dog c = (Dog)a;
c.watchMouse();//调用的事Dog的watchMouse（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，我们最好先做一个判断，代码如下：
public class Test{
public static void main(String[] args){
//向上转型
Animal a = new Cat();
a.eat();
//向下转型
if(a instabceof Cat){
Cat c = (Cat)a;
c.catMouse();
}else if(a instabceof Dog){
Dog d = (Dog)a;
d.watchMouse();
}
}
}
接口多态的综合案例
3.1笔记本电脑
笔记本电脑（laptop）通常具备使用USB设备的功能。在生产时，笔记本都预留了可以插入USB设备的USB接口， 但具体是什么USB设备，笔记本厂商并不关心，只要符合USB规格的设备都可以。 定义USB接口，具备基本的开启功能和关闭功能。鼠标和键盘要想能在电脑上使用，那么鼠标和键盘也必须遵守 USB规范，实现USB接口，否则鼠标和键盘的生产出来也无法使用。
3.2案例分析
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
3.3案例实现
定义USB接口：
public interface USB {
void open();//开启功能
void close();//关闭功能
}
定义鼠标：
class Mouse implements USB {
public void open() {
System.out.println("鼠标开启，红灯闪一闪");
}
public void close() {
System.out.println("鼠标关闭，红灯熄灭");
}
public void click(){
System.out.println("鼠标单击");
}
}
定义键盘
class KeyBoard implements USB{
public void open() {
System.out.println("键盘开启，绿灯闪一闪");
}
public void close() {
System.out.println("键盘关闭，绿灯熄灭");
}
public void type(){
System.out.println("键盘打字");
}
}
定义笔记本：
class Laptop {
public void run(){
System.out.println("笔记本运行");
}
//笔记本使用usb设备，这时当笔记本对象调用这个功能时，必须给其传递一个符合USB规则的USB设备
public void useUSB(USB usb){
//判断是否有uSB功能
if (usb != null){
usb.open();
//类型转换，调用特有的方法
if (usb instanceof Mouse){
Mouse m = (Mouse)usb;
m.click();
}else if (usb instanceof KeyBoard){
KeyBoard k = (KeyBoard)usb;
k.type();
}
usb.close();
}
}
public void shutDown(){
System.out.println("笔记本关闭");
}
}
测试：
public class Test
{
public static void main(String[] args) {
Laptop la = new Laptop();
la.run();
Mouse u= new Mouse();
la.useUSB(u);
KeyBoard ke = new KeyBoard();
la.useUSB(ke);
la.shutDown();
}
}
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