讀者春夏秋冬在抽象類的那篇文章中留言，「二哥，面試官最喜歡問的一個問題就是，『兄弟，說說抽象類和介面之間的區別？』，啥時候講講介面唄！」

對於面向對象編程來說，抽象是一個極具魅力的特徵。如果一個程式設計師的抽象思維很差，那他在編程中就會遇到很多困難，無法把業務變成具體的程式碼。在 Java 中，可以通過兩種形式來達到抽象的目的，一種是抽象類，另外一種就是介面。

如果你現在就想知道抽象類與介面之間的區別，我可以提前給你說一個：

• 一個類只能繼承一個抽象類，但卻可以實現多個介面。

當然了，在沒有搞清楚介面到底是什麼，它可以做什麼之前，這個區別理解起來會有點難度。

01、介面是什麼

介面是通過 interface 關鍵字定義的，它可以包含一些常量和方法，來看下面這個示例。

public interface Electronic {
    // 常量
    String LED = "LED";

    // 抽象方法
    int getElectricityUse();

    // 靜態方法
    static boolean isEnergyEfficient(String electtronicType) {
        return electtronicType.equals(LED);
    }

    // 默認方法
    default void printDescription() {
        System.out.println("電子");
    }
}

1）介面中定義的變數會在編譯的時候自動加上 public static final 修飾符，也就是說 LED 變數其實是一個常量。

Java 官方文檔上有這樣的聲明：

Every field declaration in the body of an interface is implicitly public, static, and final.

換句話說，介面可以用來作為常量類使用，還能省略掉 public static final，看似不錯的一種選擇，對吧？

不過，這種選擇並不可取。因為介面的本意是對方法進行抽象，而常量介面會對子類中的變數造成命名空間上的「污染」。

2）沒有使用 private、default 或者 static 關鍵字修飾的方法是隱式抽象的，在編譯的時候會自動加上 public abstract 修飾符。也就是說 getElectricityUse() 其實是一個抽象方法，沒有方法體——這是定義介面的本意。

3）從 Java 8 開始，介面中允許有靜態方法，比如說 isEnergyEfficient() 方法。

靜態方法無法由（實現了該介面的）類的對象調用，它只能通過介面的名字來調用，比如說 Electronic.isEnergyEfficient("LED")。

介面中定義靜態方法的目的是為了提供一種簡單的機制，使我們不必創建對象就能調用方法，從而提高介面的競爭力。

4）介面中允許定義 default 方法也是從 Java 8 開始的，比如說 printDescription()，它始終由一個程式碼塊組成，為實現該介面而不覆蓋該方法的類提供默認實現，也就是說，無法直接使用一個「;」號來結束默認方法——編譯器會報錯的。

允許在介面中定義默認方法的理由是很充分的，因為一個介面可能有多個實現類，這些類就必須實現介面中定義的抽象類，否則編譯器就會報錯。假如我們需要在所有的實現類中追加某個具體的方法，在沒有 default 方法的幫助下，我們就必須挨個對實現類進行修改。

來看一下 Electronic 介面反編譯後的位元組碼吧，你會發現，介面中定義的所有變數或者方法，都會自動添加上 public 關鍵字——假如你想知道編譯器在背後都默默做了哪些輔助，記住反編譯位元組碼就對了。

public interface Electronic
{

    public abstract int getElectricityUse();

    public static boolean isEnergyEfficient(String electtronicType)
    {
        return electtronicType.equals("LED");
    }

    public void printDescription()
    {
        System.out.println("\u7535\u5B50");
    }

    public static final String LED = "LED";
}

有些讀者可能會問，「二哥，為什麼我反編譯後的位元組碼和你的不一樣，你用了什麼反編譯工具？」其實沒有什麼秘密，微信搜「沉默王二」回復關鍵字「JAD」就可以免費獲取了，超級好用。

02、定義介面的注意事項

由之前的例子我們就可以得出下面這些結論：

• 介面中允許定義變數
• 介面中允許定義抽象方法
• 介面中允許定義靜態方法（Java 8 之後）
• 介面中允許定義默認方法（Java 8 之後）

除此之外，我們還應該知道：

1）介面不允許直接實例化。

需要定義一個類去實現介面，然後再實例化。

public class Computer implements Electronic {

    public static void main(String[] args) {
        new Computer();
    }

    @Override
    public int getElectricityUse() {
        return 0;
    }
}

2）介面可以是空的，既不定義變數，也不定義方法。

public interface Serializable {
}

Serializable 是最典型的一個空的介面，我之前分享過一篇文章《Java Serializable：明明就一個空的介面嘛》，感興趣的讀者可以去我的個人部落格看一看，你就明白了空介面的意義。

//www.itwanger.com/java/2019/11/14/java-serializable.html

3）不要在定義介面的時候使用 final 關鍵字，否則會報編譯錯誤，因為介面就是為了讓子類實現的，而 final 阻止了這種行為。

4）介面的抽象方法不能是 private、protected 或者 final。

5）介面的變數是隱式 public static final，所以其值無法改變。

03、介面可以做什麼

1）使某些實現類具有我們想要的功能，比如說，實現了 Cloneable 介面的類具有拷貝的功能，實現了 Comparable 或者 Comparator 的類具有比較功能。

Cloneable 和 Serializable 一樣，都屬於標記型介面，它們內部都是空的。實現了 Cloneable 介面的類可以使用 Object.clone() 方法，否則會拋出 CloneNotSupportedException。

public class CloneableTest implements Cloneable {
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        CloneableTest c1 = new CloneableTest();
        CloneableTest c2 = (CloneableTest) c1.clone();
    }
}

運行後沒有報錯。現在把 implements Cloneable 去掉。

public class CloneableTest {
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        CloneableTest c1 = new CloneableTest();
        CloneableTest c2 = (CloneableTest) c1.clone();

    }
}

運行後拋出 CloneNotSupportedException：

Exception in thread "main" java.lang.CloneNotSupportedException: com.cmower.baeldung.interface1.CloneableTest
    at java.base/java.lang.Object.clone(Native Method)
    at com.cmower.baeldung.interface1.CloneableTest.clone(CloneableTest.java:6)
    at com.cmower.baeldung.interface1.CloneableTest.main(CloneableTest.java:11)

至於 Comparable 和 Comparator 的用法，感興趣的讀者可以參照我之前寫的另外一篇文章《來吧，一文徹底搞懂Java中的Comparable和Comparator》。

//www.itwanger.com/java/2020/01/04/java-comparable-comparator.html

2）Java 原則上只支援單一繼承，但通過介面可以實現多重繼承的目的。

可能有些讀者會問，「二哥，為什麼 Java 只支援單一繼承？」簡單來解釋一下。

如果有兩個類共同繼承（extends）一個有特定方法的父類，那麼該方法會被兩個子類重寫。然後，如果你決定同時繼承這兩個子類，那麼在你調用該重寫方法時，編譯器不能識別你要調用哪個子類的方法。這也正是著名的菱形問題，見下圖。

ClassC 同時繼承了 ClassA 和 ClassB，ClassC 的對象在調用 ClassA 和 ClassB 中重載的方法時，就不知道該調用 ClassA 的方法，還是 ClassB 的方法。

介面沒有這方面的困擾。來定義兩個介面，Fly 會飛，Run 會跑。

public interface Fly {
    void fly();
}
public interface Run {
    void run();
}

然後讓一個類同時實現這兩個介面。

public class Pig implements Fly,Run{
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("會飛的豬");
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("會跑的豬");
    }
}

這就在某種形式上達到了多重繼承的目的：現實世界裡，豬的確只會跑，但在雷軍的眼裡，站在風口的豬就會飛，這就需要賦予這隻豬更多的能力，通過抽象類是無法實現的，只能通過介面。

3）實現多態。

什麼是多態呢？通俗的理解，就是同一個事件發生在不同的對象上會產生不同的結果，滑鼠左鍵點擊窗口上的 X 號可以關閉窗口，點擊超鏈接卻可以打開新的網頁。

多態可以通過繼承（extends）的關係實現，也可以通過介面的形式實現。來看這樣一個例子。

Shape 是表示一個形狀。

public interface Shape {
    String name();
}

圓是一個形狀。

public class Circle implements Shape {
    @Override
    public String name() {
        return "圓";
    }
}

正方形也是一個形狀。

public class Square implements Shape {
    @Override
    public String name() {
        return "正方形";
    }
}

然後來看測試類。

List<Shape> shapes = new ArrayList<>();
Shape circleShape = new Circle();
Shape squareShape = new Square();

shapes.add(circleShape);
shapes.add(squareShape);

for (Shape shape : shapes) {
    System.out.println(shape.name());
}

多態的存在 3 個前提：

1、要有繼承關係，Circle 和 Square 都實現了 Shape 介面
2、子類要重寫父類的方法，Circle 和 Square 都重寫了 name() 方法
3、父類引用指向子類對象，circleShape 和 squareShape 的類型都為 Shape，但前者指向的是 Circle 對象，後者指向的是 Square 對象。

然後，我們來看一下測試結果：

圓
正方形

也就意味著，儘管在 for 循環中，shape 的類型都為 Shape，但在調用 name() 方法的時候，它知道 Circle 對象應該調用 Circle 類的 name() 方法，Square 對象應該調用 Square 類的 name() 方法。

04、介面與抽象類的區別

好了，關於介面的一切，你應該都搞清楚了。現在回到讀者春夏秋冬的那條留言，「兄弟，說說抽象類和介面之間的區別？」

1）語法層面上

• 介面中不能有 public 和 protected 修飾的方法，抽象類中可以有。
• 介面中的變數只能是隱式的常量，抽象類中可以有任意類型的變數。
• 一個類只能繼承一個抽象類，但卻可以實現多個介面。

2）設計層面上

抽象類是對類的一種抽象，繼承抽象類的類和抽象類本身是一種 is-a 的關係。

介面是對類的某種行為的一種抽象，介面和類之間並沒有很強的關聯關係，所有的類都可以實現 Serializable 介面，從而具有序列化的功能。

就這麼多吧，能說道這份上，我相信面試官就不會為難你了。

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