如果在现存的接口上引入了非常多的新方法,所有的实现类都必须进行改造,实现新方法,为了解决这个问题,Java 8为了解决这一问题引入了一种新的机制。Java 8中的接口现在支持在声明方法的同时提供实现,这听起来让人惊讶!通过两种方式可以完成这种操作。其一,Java 8允许在接口内声明静态方法。其二,Java 8引入了一个新功能,叫默认方法,通过默认方法你可以指定接口方法的默认实现。
静态方法可以存在于接口内部
一、不断演进的API
默认方法试它让类库的设计者放心地改进应用程序接口,无需担忧对遗留代码的影响,这是因为实现更新接口的类现在会自动继承一个默认的方法实现。
不同类型的兼容性:二进制、源代码和函数行为
变更对Java程序的影响大体可以分成三种类型的兼容性,分别是:二进制级的兼容、源代码级的兼容,以及函数行为的兼容。
- 向接口添加新方法是二进制级的兼容,但最终编译实现接口的类时却会发生编译错误。二进制级的兼容性表示现有的二进制执行文件能无缝持续链接(包括验证、准备和解析)和运行。比如,为接口添加一个方法就是二进制级的兼容,这种方式下,如果新添加的方法不被调用,接口已经实现的方法可以继续运行,不会出现错误。
- 简单地说,源代码级的兼容性表示引入变化之后,现有的程序依然能成功编译通过。
- 最后,函数行为的兼容性表示变更发生之后,程序接受同样的输入能得到同样的结果。比如,为接口添加新的方法就是函数行为兼容的,因为新添加的方法在程序中并未被调用(抑或该接口在实现中被覆盖了)。
二、概述默认方法
默认方法由default修饰符修饰,并像类中声明的其他方法一样包含方法体。比如,你可以像下面这样在集合库中定义一个名为Sized的接口,在其中定义一个抽象方法size,以及一个默认方法isEmpty:
public interface Sized {
int size();
default boolean isEmpty() {
return size() == 0;
}
}
第3章介绍的很多函数式接口,比如Predicate、Function以及Comparator也引入了新的默认方法,比如Predicate.and或者Function.andThen(记住,函数式接口只包含一个抽象方法,默认方法是种非抽象方法)。
个抽象类可以通过实例变量(字段)保存一个通用状态,而接口是不能有实例变量的。
三、默认方法的使用模式
1.可选方法
你很可能也碰到过这种情况,类实现了接口,不过却刻意地将一些方法的实现留白。我们以Iterator接口为例来说。Iterator接口定义了hasNext、next,还定义了remove方法。Java 8之前,由于用户通常不会使用该方法,remove方法常被忽略。因此,实现Interator接口的类通常会为remove方法放置一个空的实现,这些都是些毫无用处的模板代码。
采用默认方法之后,你可以为这种类型的方法提供一个默认的实现,这样实体类就无需在自己的实现中显式地提供一个空方法。比如,在Java 8中,Iterator接口就为remove方法提供了一个默认实现,如下所示:
interface Iterator<T> {
boolean hasNext();
T next();
default void remove() {
throw new UnsupportedOperationException();
}
2.行为的多继承
- 类型的多继承
- 利用正交方法的精简接口
- 组合接口
继承不应该成为你一谈到代码复用就试图倚靠的万精油。比如,从一个拥有100个方法及字段的类进行继承就不是个好主意,因为这其实会引入不必要的复杂性。你完全可以使用代理有效地规避这种窘境,即创建一个方法通过该类的成员变量直接调用该类的方法。
四、解决冲突的规则
1.解决问题的三条规则
如果一个类使用相同的函数签名从多个地方(比如另一个类或接口)继承了方法,通过三条规则可以进行判断。
- (1)类中的方法优先级最高。类或父类中声明的方法的优先级高于任何声明为默认方法的优先级。
- (2)如果无法依据第一条进行判断,那么子接口的优先级更高:函数签名相同时,优先选择拥有最具体实现的默认方法的接口,即如果B继承了A,那么B就比A更加具体。
- (3)最后,如果还是无法判断,继承了多个接口的类必须通过显式覆盖和调用期望的方法,显式地选择使用哪一个默认方法的实现。
2.冲突及如何显式地消除歧义
对于上面提到的第三种情况,解决这种两个可能的有效方法之间的冲突,没有太多方案;你只能显式地决定你希望在C中使用哪一个方法。为了达到这个目的,你可以覆盖类C中的hello方法,在它的方法体内显式地调用你希望调用的方法。Java 8中引入了一种新的语法X.super.m(…),其中X是你希望调用的m方法所在的父接口。举例来说,如果你希望C使用来自于B的默认方法,它的调用方式看起来就如下所示:
public class C implements B, A {
void hello(){
B.super.hello();
}
}
3.菱形继承问题
让我们考虑最后一种场景,它亦是C++里中最令人头痛的难题。
public interface A{
default void hello(){
System.out.println("Hello from A");
}
}
public interface B extends A { }
public interface C extends A { }
public class D implements B, C {
public static void main(String... args) {
new D().hello();
}
}
这种问题叫“菱形问题”,因为类的继承关系图形状像菱形。这种情况下类D中的默认方法到底继承自什么地方 ——源自B的默认方法,还是源自C的默认方法?实际上只有一个方法声明可以选择。只有A声明了一个默认方法。由于这个接口是D的父接口,代码会打印输出“Hello from A”。
现在,我们看看另一种情况,如果B中也提供了一个默认的hello方法,并且函数签名跟A中的方法也完全一致,这时会发生什么情况呢?根据规则(2),编译器会选择提供了更具体实现的接口中的方法。由于B比A更加具体,所以编译器会选择B中声明的默认方法。如果B和C都使用相同的函数签名声明了hello方法,就会出现冲突,正如我们之前所介绍的,你需要显式地指定使用哪个方法。顺便提一句,如果你在C接口中添加一个抽象的hello方法(这次添加的不是一个默认方法),会发生什么情况呢?你可能也想知道答案。
public interface C extends A {
void hello();
}
这个新添加到C接口中的抽象方法hello比由接口A继承而来的hello方法拥有更高的优先级,因为C接口更加具体。因此,类D现在需要为hello显式地添加实现,否则该程序无法通过编译。
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