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面试题:Java中接口的多继承特性及应用场景

请阐述Java接口如何实现多继承,与类的继承有何区别,并举例说明在实际项目中接口多继承特性的应用场景。
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编程语言Java

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Java接口实现多继承

在Java中,类只能继承一个父类,但接口可以通过extends关键字继承多个接口,从而实现类似多继承的效果。例如:

interface InterfaceA {
    void methodA();
}

interface InterfaceB {
    void methodB();
}

interface InterfaceC extends InterfaceA, InterfaceB {
    void methodC();
}

class MyClass implements InterfaceC {
    @Override
    public void methodA() {
        System.out.println("Implementing methodA");
    }

    @Override
    public void methodB() {
        System.out.println("Implementing methodB");
    }

    @Override
    public void methodC() {
        System.out.println("Implementing methodC");
    }
}

在上述代码中,InterfaceC继承了InterfaceAInterfaceBMyClass实现了InterfaceC,也就同时实现了InterfaceAInterfaceB的方法,实现了类似多继承。

与类继承的区别

  1. 继承个数
    • 类继承:Java中类只能单继承,即一个类只能有一个直接父类。这是为了避免菱形继承问题(多个父类中存在相同方法导致冲突)。
    • 接口继承:接口可以多继承,一个接口可以继承多个接口,通过extends多个接口来实现。
  2. 实现方式
    • 类继承:子类继承父类后,会继承父类的属性和方法(除了private修饰的),并且可以重写父类的非final方法。
    • 接口继承:接口继承只是定义了方法签名,并没有方法的具体实现,实现接口的类必须实现接口中定义的所有方法。
  3. 访问修饰符
    • 类继承:父类的属性和方法有不同的访问修饰符,如privateprotectedpublic等,子类对父类成员的访问受这些修饰符限制。
    • 接口继承:接口中的方法默认是publicabstract的(JDK 8 之前),不能使用其他访问修饰符,实现类必须以public来实现这些方法。

实际项目中接口多继承特性的应用场景

  1. 功能组合:在图形绘制项目中,可能有Drawable接口定义绘制方法,Resizable接口定义缩放方法,Movable接口定义移动方法。一个Rectangle类如果需要同时具备绘制、缩放和移动功能,可以实现一个继承了这三个接口的新接口。
interface Drawable {
    void draw();
}

interface Resizable {
    void resize(int newWidth, int newHeight);
}

interface Movable {
    void move(int x, int y);
}

interface Shape extends Drawable, Resizable, Movable {}

class Rectangle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing rectangle");
    }

    @Override
    public void resize(int newWidth, int newHeight) {
        System.out.println("Resizing rectangle to " + newWidth + "x" + newHeight);
    }

    @Override
    public void move(int x, int y) {
        System.out.println("Moving rectangle to (" + x + ", " + y + ")");
    }
}
  1. 插件化架构:在一个大型的软件系统中,可能有不同的模块提供不同的功能接口,如DataLoader接口用于数据加载,DataProcessor接口用于数据处理,DataExporter接口用于数据导出。一个DataModule类如果需要实现数据加载、处理和导出的功能,可以实现继承了这三个接口的新接口,这样不同模块功能可以灵活组合。