【自学笔记】01Java基础-07面向对象基础-04接口与内部类详解

记录学习Java基础中有关接口类和内部类的知识。

1 接口

interface 关键字用于定义接口类，接口类是一系列方法的声明，一般只有方法的特征没有方法的实现，因此可以被不同的类接入实现，而这些实现可以具有不同的行为（功能）。

接口类似于抽象类(抽象类概念)，其所有的方法默认是公开且抽象的（默认 public abstract 修饰），所有的成员变量默认是静态、不可变的常量（ public static final）。Java8开始，接口类也可以有非抽象的static静态方法和default方法，java9新增只能内部访问的private方法。

1.1 接口类的声明

使用 interface 关键字来定义一个接口。接口中所有的成员都是public的，即使不显式声明。


public interface InterfaceClass {
     // 常量声明，默认public static final
	int CONSTANT_VARIABLE = 10;    
	 // 方法声明，默认是public abstract，可以省略
    void someMethod();
     // 默认方法default
     default void myDefaultMethod() {
     // ...
     }
     // 静态方法static
     static void myStaticMethod() {
     // ...
     }
}

接口类方法：
- 接口中的所有方法默认具有 public abstract 修饰符（即使没有声明），实现了该接口的类必须实现所有方法。(java8新增的方法除外）
- default方法：从java8开始，可以含default声明的方法，实现类可以直接使用或实现方法来覆写这类方法。
- static静态方法：从java8开始，可以含static声明的方法，实现类可以直接类名.方法名()调用，但不能实现。
- private私有方法：从java9开始，可以含private声明的方法，只能被本类其他默认方法或私有方法使用。
静态常量：
- 接口中只能声明常量，无需显式声明 public static final，它们自动具有这些修饰符，并且必须初始化赋值。

1.2 实现类的声明

使用 implements 关键字来实现一个或多个接口，并提供接口中声明的所有抽象方法的实现。
如果实现类不能实现接口的所有抽象方法，这个类需要声明为抽象类。>抽象类概念

public class ImplClass implements InterfaceClass_1,InterfaceClass_2 {
    @Override
    public void someMethod() {
        // 实现接口类中所有非静态的方法体
        // 接口类中default声明的方法可选实现
    }
}

1.3 接口的实现对比抽象类的继承

类和类的关系：单继承。
类和接口的关系：多实现。
接口和接口的关系：多继承，一个接口可以同时继承多个接口。

1.4 接口多继承的作用

规范合并，整合多个接口为同一个接口，便于子类实现。

1.5 接口的注意事项

1、接口不能创建对象
2、一个类实现多个接口，多个接口的规范不能冲突
2、一个类实现多个接口，多个接口中有同样的静态方法不冲突。（使用接口.方法名()调用）
3、一个类继承了父类，同时又实现了接口，父类中和接口中有同名方法，默认用父类的。
4、一个类实现了多个接口，多个接口中存在同名的默认方法，可以不冲突，这个类重写该方法即可。
5、一个接口继承多个接口，是没有问题的，如果多个接口中存在规范冲突则不能多继承。

1.6 接口的作用

接口主要用于定义某种规范或者协议，确保不同类的对象之间能够共享相同的行为特征。
它们在设计模式中广泛用于实现松耦合和面向接口编程，有助于提高代码的可重用性和可扩展性。

2 内部类

内部类就是定义在一个类里面的类，里面的类可以理解成（寄生），外部类可以理解成（宿主）。

public class People{
	// 内部类
	public class Heart{
	}
}

内部类的使用场景

场景：当一个事物的内部，还有一个部分需要一个完整的结构进行描述时。

基本作用

内部类通常可以方便访问外部类的成员，包括私有的成员。
内部类提供了更好的封装性，内部类本身就可以用private ，protectecd等修饰，封装性可以做更多控制

2.1 内部类的分类

静态内部类[了解]
成员内部类（非静态内部类） [了解]
局部内部类[了解]
匿名内部类（重点）

2.2 静态内部类[了解]

什么是静态内部类？

有static修饰，属于外部类本身。
它的特点和使用与普通类是完全一样的，类有的成分它都有，只是位置在别的类里面而已。

2.3 成员内部类[了解]

什么是成员内部类？

无static修饰，属于外部类的对象。
JDK16之前，成员内部类中不能定义静态成员，JDK 16开始也可以定义静态成员了。

答案：heartbeat, this.heartbeat, People.this.heartbeat

2.4 局部内部类[了解]

在这里插入图片描述

2.5 匿名内部类【重点】

本质上是没有名字的局部内部类，同时也是一个对象，因此在创建时既声明又实例化。
同时代表一个对象，其对象类型为当前new的那个类的子类。
匿名内部类通常用在只使用一次且不需要单独定义一个类的情况下，简化代码编写。

1. 使用场景：

当需要快速定义一个类来响应事件（如：Java Swing中的ActionListener）。
当需要临时实现一个接口而不想为此创建单独的类文件时。

2. 定义与创建：
匿名内部类的格式如下：

//创建方式，new+类名()
new 外部类名() | 实现接口名() | 抽象类名(){
    // 实现父类方法或接口方法
    // 可以定义自己的成员变量和方法
};
//引用给对象
类名 对象名 = new 外部类名() | 实现接口名() | 抽象类名(){...}
Class c = new Class(){
	public void run(){
	}
};
c.run();

例如，实现一个Runnable接口的匿名内部类：

new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Running in anonymous class");
    }
}.run();

或者继承一个抽象类并覆盖其方法：

abstract class Animal {
    abstract void sound();
}

new Animal() {
    @Override
    void sound() {
        System.out.println("Animal makes a sound");
    }
}.sound();

3. 特点：

没有名称：匿名内部类由于没有名字，所以不能被引用，只能通过其父类或接口类型引用。
局部作用域：匿名内部类可以访问包含它的外部类的所有成员（包括私有成员），同时也可以定义自己的局部变量，但这些变量必须是final或者事实上是final的。
构造器限制：匿名内部类没有独立的构造函数，初始化过程通过构造代码块完成，即在类体中直接初始化成员变量。
静态限制：匿名内部类不能包含静态成员、静态初始化块和静态方法，因为它们没有类名，无法直接指向静态成员。
生命周期依赖外部类：匿名内部类的对象会隐式持有对外部类对象的引用，其生命周期受外部类实例的影响。

4. 注意事项：

如果匿名内部类要访问外部方法的参数或者局部变量，那么这些变量必须是final或者实际上不可变的（尽管在Java 8之后，编译器允许省略final关键字，但仍要求实际行为不变）。

以下是一个实际案例，展示匿名内部类用于实现事件监听器：

import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;

// 假设我们有一个GUI组件（如按钮）
javax.swing.JButton button = new javax.swing.JButton("Click me!");

// 按钮需要一个ActionListener来响应点击事件
// 而我们并不需要多次复用这个监听器，因此可以使用匿名内部类

// 通过匿名内部类创建并实例化ActionListener
button.addActionListener(new ActionListener() {
    @Override
    public void actionPerformed(ActionEvent e) {
        // 当按钮被点击时，执行的逻辑
        System.out.println("Button is clicked!");
    }
});

// 添加监听器到按钮上
frame.add(button);

// 显示GUI
// ...

在这个例子中，我们没有创建一个新的ActionListener子类，而是直接new一个临时的、未命名的类实现ActionListener接口。这样做的好处是能够将与按钮相关的操作逻辑紧密地封装在一起，同时简化代码编写。

另外，匿名内部类也可以用来扩展具体的类，例如在Android开发中，经常会有这样的场景：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private Button myButton;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        myButton = findViewById(R.id.my_button);

        // 使用匿名内部类实现OnClickListener接口
        myButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                Toast.makeText(MainActivity.this, "Button was clicked!", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                // 在这里处理按钮点击事件
            }
        });
    }
}