Java 类与接口

学习目标

理解 Java 中 类（Class） 与 接口（Interface） 的基本定义和用途
掌握类与接口在语法、继承机制、成员特性等方面的 核心区别
能够根据实际开发需求，合理选择使用类或接口
熟悉接口自 Java 8 起引入的新特性（如默认方法、静态方法）

什么是类

在 Java 中，类是创建对象的蓝图。它封装了对象的属性和行为

class Student {
    // 实例变量（表示对象的状态）
    int id;
    String name;

    public static void main(String[] args) {
        // 创建 Student 对象
        Student s1 = new Student();
        System.out.println(s1.id);    // 输出：0（int 默认值）
        System.out.println(s1.name);  // 输出：null（引用类型默认值）
    }
}

说明：该示例展示了类如何保存状态，并通过对象访问其字段。未显式初始化的字段会使用 Java 的默认值。

什么是接口

接口是类的契约，它定义了一组方法签名（即“能做什么”），但不提供具体实现（Java 8 之前）。从 Java 8 开始，接口可以包含 默认方法 和 静态方法

// 声明接口
interface TestInterface {
    // 所有变量自动为 public static final
    int A = 10;

    // 抽象方法（自动为 public abstract）
    void display();
}

// 类实现接口
class TestClass implements TestInterface {
    // 必须提供抽象方法的具体实现
    public void display() {
        System.out.println("Coder");
    }
}

class MainApp {
    public static void main(String[] args) {
        TestClass obj = new TestClass();
        obj.display();      // 输出：Coder
        System.out.println(obj.A);  // 输出：10
    }
}

说明：接口中的常量可被实现类直接使用，而抽象方法必须由实现类重写。
这体现了“接口定义能力，类提供实现”的设计思想。

类与接口区别

下表总结了 Java 中类与接口的主要差异：

特性	类（Class）	接口（Interface）
关键字	使用 `class` 定义	使用 `interface` 定义
实例化	可以通过 `new` 创建对象	不能直接实例化，需由类实现
继承方式	使用 `extends` 继承另一个类	类使用 `implements` 实现接口；接口使用 `extends` 继承其他接口
多重继承	不支持（Java 不允许多个父类）	支持（一个类可实现多个接口）
构造器	可包含构造方法	不能包含构造器
方法类型	可包含具体方法、抽象方法（若为抽象类）	Java 8 前：仅抽象方法 Java 8+：可含 `default`、`static` 方法
访问修饰符	成员可使用 `public`、`private`、`protected`、包级私有	所有成员隐式为 `public`
变量特性	变量可为任意类型（静态 / 非静态、final/ 非 final）	所有变量隐式为 `public static final`（即常量）
设计目的	封装数据与行为，用于创建具有状态的对象	定义行为契约，强调“能做什么”，而非“如何做”

何时使用

使用类：当你需要创建具有内部状态和具体行为的对象时。
使用接口：
- 定义多个不相关类应遵循的通用行为规范
- 实现多态性和解耦设计
- 在不破坏现有代码的前提下，为系统添加新功能（通过新增实现类）

最佳实践：优先面向接口编程，这有助于提高代码的灵活性和可维护性。

重点总结

类是对象的模板，包含状态和行为；接口是能力的契约，只关注方法签名。
类支持单继承，接口支持多继承（通过实现多个接口）。
接口中的所有变量都是常量，所有方法在 Java 8 前必须是抽象的。
自 Java 8 起，接口可通过 default 方法提供默认实现，增强向后兼容性。
接口不能有构造器，也不能被实例化。

思考题

为什么 Java 不允许类进行多重继承，却允许一个类实现多个接口？这种设计解决了什么问题？
假设你正在开发一个图形绘制系统，需要支持 Circle、Rectangle 和 Triangle 的绘制。你会如何使用接口来设计这个系统？请写出接口和其中一个实现类的代码框架。
如果一个接口中定义了一个 default 方法，而两个父接口都提供了同名的 default 方法，子类该如何处理？（提示：编译冲突与显式覆盖）

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何时使用

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