Java 8 之接口的静态方法和默认方法

2022年10月28日 5809

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Java 8

Java 8接口的变化包括接口中的静态方法和默认方法。在Java 8之前，接口中只能有方法声明。但是从Java 8开始，我们可以在接口中使用默认方法和静态方法。

Java 8 接口

接口设计一直是一项艰巨的工作，因为如果我们想在接口中添加其他方法，则将需要对所有实现类进行修改。随着接口的过时，实现它的类的数量可能会增加到无法扩展的程度。所以在设计应用程序时，很多时候都会提供一个基础实现类，然后在对其进行扩展并覆盖适用于应用程序的方法。
下面我就就来研究一下接口的默认方法和静态方法，以及Java 8引入它们的原因。

Java接口默认方法

如何创建接口默认方法：在接口中的方法签名中使用default关键字。
如：

public interface InterfaceDemo1 {
    void func1();
    default void log(String str) {
        System.out.println("InterfaceDemo1 log:" + str);
    }
}

上面代码中log()方法是InterfaceDemo1接口的一个默认方法，当一个类实现了InterfaceDemo1时候，就不需要再为该方法提供实现。这种方式我们只需要在接口中添加默认方法并实现，就能给类扩展新的方法。
假设还有一个接口：

public interface InterfaceDemo2 {
    void func2();
    default void log(String str) {
        System.out.println("InterfaceDemo2 log:" + str);
    }
}

其中InterfaceDemo2和InterfaceDemo1具有相同方法签名的默认方法log()。如果一个类同时实现了InterfaceDemo1和InterfaceDemo2而且不提供log()方法的实现，则编译器无法决定选择哪个，此时编译器将抛出编译时错误。

这就类似于Java不允许我们继承多个类，因为它会导致Diamond问题，编译器无法决定要使用哪种超类方法。

因此，如果一个类同时实现上述两个接口，则必须为log()方法提供实现。

public class DefaultMethodDemo implements InterfaceDemo1, InterfaceDemo2 {
    @Override
    public void func1() {

    }
    @Override
    public void func2() {

    }
    @Override
    public void log(String str) {
        System.out.println("DefaultMethodDemo log:" + str);
    }
}

接口默认方法需要注意的几点

接口默认方法将帮助我们扩展接口，而不必担心破坏实现类。
接口默认方法缩小了接口和抽象类之间的差异。
接口默认方法使得我们无需创建基类，由实现类自己选择覆盖哪个默认方法实现。
接口默认方法增强了Java 8中的Collections API以支持lambda表达式。
层次结构中的任何类都具有具有相同签名的方法，则默认方法将变得无关紧要。如默认方法不能覆盖java.lang.Object中的方法。因为Object是所有java类的基类，即使我们将Object类方法定义为接口中的默认方法，也将是无用的，因为类始终使用的是Object类方法。

Java接口静态方法

Java接口静态方法与默认方法类似，不同之处在于我们无法在实现类中覆盖它们。如果实现类中的实现不佳，此功能可帮助我们避免不良结果。
下面是一个简单的示：

public interface InterfaceDemo3 {
    default void log(String str) {
        if (!isEmpty(str)) {
            System.out.println("InterfaceDemo3 log:" + str);
        }
    }
    static boolean isEmpty(String str) {
        System.out.println("InterfaceDemo3 default method parameter empty check");
        return str == null ? true : "".equals(str) ? true : false;
    }
}

下面是一个实现类：

public class StaticMethodDemo implements InterfaceDemo3 {
    public boolean isEmpty(String str) {
        System.out.println("StaticMethodDemo default method parameter empty check");
        return str == null ? true : false;
    }
    public static void main(String[] args) {
        StaticMethodDemo demo = new StaticMethodDemo();
        demo.log("");
        demo.log("test");
    }
}

运行结果输出如下：

InterfaceDemo3 default method parameter empty check
InterfaceDemo3 default method parameter empty check
InterfaceDemo3 log:test

如果将接口方法从静态设置为默认，则会得到以下输出:

StaticMethodDemo default method parameter empty check
InterfaceDemo3 log:
StaticMethodDemo default method parameter empty check
InterfaceDemo3 log:test

Java接口静态方法仅对接口方法可见，实例对象无法访问，但是我们可以采用类名.方法()的方式来调用，如：InterfaceDemo3.isEmpty("test")

接口静态方法需要注意的几点

接口静态方法是接口的一部分，实例对象无法直接访问。
接口静态方法非常适合提供有效的方法，例如null检查，集合排序等。
接口静态方法不允许被实现类覆盖，来提供安全性。

Java函数式接口

最后补充介绍一下函数式接口。有且只有一个抽象方法的接口称为函数式接口。

Java 8引入了@FunctionalInterface注解来将接口标记为函数式接口。@FunctionalInterface注解是一种避免在函数式接口中意外添加抽象方法的工具，就像@Override用来检查重写父类或实现接口的方法的正确性，@FunctionalInterface可以用来检查该接口是否是正确的的函数式接口。当然也可以不添加，但是使用它是一个好习惯。

函数式接口是Java 8非常受欢迎的功能，因为它使我们能够使用lambda表达式实例化它们。java.util.function是新增的一个包，里面包含了一系列函数式接口，来作为lambda表达式和方法引用的参数类型。

后面我们会继续学习函数式接口和lambda表达式。