关于Java接口和多态性

Question

我刚刚在阅读Java文档时遇到了一个奇怪的案例。这里是Oracle关于Arrays.asList方法的Java文档链接：http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/util/Arrays.html#asList(T...) 文档中有一个例子。

List<String> stooges = Arrays.asList("Larry", "Moe", "Curly");

我的问题是，由于List是一个接口，为什么我们可以将stooges声明为'List'，而不是实现List的具体子类（例如ArrayList或LinkedList）？

这是否意味着我们可以拥有一个接口类型的引用变量？这对我来说看起来很奇怪，因为我一直认为接口仅代表多态，我们永远不应该真正使用接口类型变量。

请问有人能给我一些线索吗？

- Bpache

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我们绝不能真正使用接口类型变量，完全相反的说法是正确的！！！ - A4L

我理解多态性需要将函数参数、返回类型和数组类型声明为接口类型变量。但对于我在问题中提到的情况，我感到非常困惑。 - Bpache

在Java中，局部变量、函数参数和返回类型之间几乎没有区别。将对象视为接口的能力是接口的主要特征之一。 - Osama Javed

@OsamaJaved - 小修正：「能夠將一個物件視為介面的實例...」 - Hot Licks

@OsamaJaved - 我知道这有点过于追求严谨，而且在与同事进行非正式交流时我也不会这样做。但是在这里，我们正在处理那些经常没有完全掌握区别的初学者，因此强调这一点非常重要。 - Hot Licks

@HotLicks 我完全同意你的观点，也感谢你的纠正。 - Osama Javed

Answer 1

将List接口视为保证。任何实现List的类都将保证具有接口的方法。当Arrays.asList()返回一个List时，您实际上并没有得到一个接口，而是得到了一个确保实现了List接口中列出的方法的具体类。

至于您所说的“我们实际上应该从不使用接口类型变量”，您实际上应该这样做。这被称为“面向接口编程”。如果您可以返回List而不是LinkedList之类的东西，那么它会更加灵活。您方法的调用者不会与您特定的内部实现耦合在一起，这可能使用并返回LinkedList。如果您想要返回ArrayList而不是LinkedList，则在某些时候调用者不必更改任何代码，因为他们只关心接口。 什么是“面向接口编程”？

需要注意的是，Serializable 是一个标记接口，有点奇怪。它不能保证方法存在，而是保证实现 Serializable 接口的类的创建者已经考虑了与类序列化相关的许多问题（重写 readObject/writeObject 方法，与其他序列化形式的兼容性以及其他问题 http://www.javapractices.com/topic/TopicAction.do?Id=45）。因此，Serializable 仍然提供了一个保证，就像 List 一样，但它不是关于方法签名的，而是关于语言的一项附加特性。

http://en.wikipedia.org/wiki/Marker_interface_pattern

- Jazzepi

Answer 2

在Java中，使用接口作为引用类型是一种完全合法的做法。例如，在其类内部，Serializable接口将会这样做，以便可以序列化传递给它的任何对象。

这也是Java提供类似于多重继承的方式。例如：

public interface A { }
public class B implements A {}

public class program {
     B bClass = new B();
     A aObject = (A)bClass;
}

那么，同一个对象可以用不同的引用类型进行引用，而不会破坏继承链！

- christopher

Answer 3

接口定义了一个实现的“契约”或“规范”，即方法及其签名。因此，实现接口的类必须遵守该“契约”。这样，您可以更改实现而不影响使用接口声明变量的代码。

在您提到的示例中：

1. 除非查看代码，否则无法知道List接口的Arrays.asList使用哪种实现。那么你怎么知道要使用哪个？（请参阅列表接口的javadoc以查看它有哪些实现）

2. 实现可能会发生变化，如果Arrays.asList决定使用另一种实现，您的代码将被破坏。

3. 方法Arrays.asList的签名是返回List<T>，因此，如果您想将具体实现作为变量，则必须转换返回值，这是不好的做法，或者创建新的-比如说ArrayList-并将所有元素复制到其中，这只是不必要的开销。

- A4L

Answer 4

Effective Java by Bloch 是一本关于Java最佳实践的好书。特别是第52条讲到了这个问题：“如果存在适当的接口类型...就应该使用接口类型声明。”

总的来说，为了最大限度地提高灵活性和可理解性，您应该使用最能反映上下文的类型，通常是接口。在您提供的示例中，确切的实现是否重要，还是只要它是一个List。当然，如果代码需要ArrayList特定的方法或者代码依赖于ArrayList特定的行为，那么请使用具体类。

有时会有例外情况，比如使用GWT-RPC，但这是出于实现原因。

- Bert F

Answer 5

这是多态性的一个很好的例子，如果你感兴趣，可以在这里查看Arrays.asList()的源代码Arrays.asList(T...a)，你会发现它接受可变长度的输入，并定义了自己的私有静态具体类ArrayList来实现List接口，而不是使用众所周知的java.util.ArrayList或其他JavaCollection类型，这可能是为了使其更有效率或其他原因。你想要实现自己的类并将其返回给用户，而不会通过实现细节来压倒他，因为有一个接口可以让他通过你的私有类进行处理。

- Omar