Java 8 接口的默认方法和引入的多继承

以前经常谈论的Java对比c++的一个优势是Java中没有多继承的问题。 因为Java中子类只能继承( extends )单个父类， 尽管可以实现(implements)多个接口，但是接口中只有抽象方法，方法体是空的，没有具体的方法实现，不会有方法冲突的问题。

这些都是久远的说法了，自从今年Java 8发布后，接口中也可以定义方法了( default method )。 之所以打破以前的设计在接口中 增加具体的方法， 是为了既有的成千上万的Java类库的类增加新的功能， 且不必对这些类重新进行设计。 比如， 只需在 Collection 接口中 增加 default Stream<E> stream() , 相应的Set和List接口以及它们的子类都包含此的方法， 不必为每个子类都重新copy这个方法。

这是一个折衷的设计，带来的问题就是为Java引入了多继承的问题。 我们知道，接口可以继承接口， 类可以继承类和实现接口。 一旦继承的类和实现的接口中有 相同签名的方法，会出现什么样的状况呢？

本文将探讨各种情况的多继承，以便能清楚的理解Java多继承的规则。

1.接口继承多个父接口

假定有三个接口 Interface A , Interface B , Interface C , 继承关系如下：

+---------------+         +------------+
|  Interface A  |         |Interface B |
+-----------^---+         +---^--------+
            |                 |         
            |                 |         
            |                 |         
            +-+------------+--+         
              | Interface C|            
              +------------+
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A,B拥有相同签名的默认方法 default String say(String name) , 如果接口C没有override这个方法， 则编译出错。

interface A {
	default String say(String name) {
		return "hello " + name;
	}
}

interface B {
	default String say(String name) {
		return "hi, " + name;
	}
}

interface C extends A,B{
	
}
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编译直接报错:

hxr-mac:interfacemutil houxiurong$ javac -J-Duser.country=US MultipleInheritance.java 
MultipleInheritance.java:23: error: interface C inherits unrelated defaults for say(String) from types A and B
    interface C extends A,B{
    ^
1 error
hxr-mac:interfacemutil houxiurong$ javac MultipleInheritance.java 
MultipleInheritance.java:23: 错误: 接口 C从类型 A 和 B 中继承了say(String) 的不相关默认值
    interface C extends A,B{
    ^
1 个错误
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接口C提醒必须要 override say(String name) 方法才编译通过。 我们可以在子接口C中覆盖override这个方法, 这样编译就不会出错了：

interface C extends A, B {
        @Override
        default String say(String name) {
            return "greet" + name;
        }
}
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注意方法签名不包括方法的返回值， 也就是仅仅返回值不同的两个方法的签名也是相同的。 下面的代码编译不会出错，因为A和B的默认方法不同， C隐式继承了两个默认方法。

interface A {
	default void say(int name) {
		
	}
}
interface B {
	default void say(String name) {
		
	}
}
interface C extends A,B{
	
}
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但是有的情况下即使是不同签名的方法也是很难分辨的：

interface A {
        default void say(int name) {
            System.out.println("A=" + name);
        }
    }

    interface B {
        default String say(short name) {
            System.out.println("B=" + name);
            return "hi, " + name;
        }
    }

    interface C extends A, B {
        default String say(String name) {
            System.out.println("C=" + name);
            return "hi, " + name;
        }
    }

    static class D implements C {

    }

    public static void main(String[] args) {
        D d = new D();
        byte a = 1;
        d.say(a);

        d.say("hoxiurong");
    }
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执行结果如下:

B=1
C=hoxiurong
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Java会选择最适合的方法， 请参看 Oracle官网Java规范15.12.2.5

2.接口多层继承

下面看一下多层继承的问题。 继承关系如下图， A2继承A1, C继承A2。

+---------------+ 
|  Interface A1 | 
+--------+------+ 
         |        
         |              
+--------+------+ 
|  Interface A2 | 
+-------+-------+ 
        |         
        |                 
+-------+--------+
|   Interface C  |
+----------------+
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基于我们以前对类继承的认识，很容易知道C会继承A2的默认方法，包括直接定义的默认方法， 覆盖的默认方法，以及隐式继承于A1接口的默认方法。

interface A {
        default void say(int a) {
            System.out.println("A");
        }

        default void run() {
            System.out.println("A.run");
        }
    }

    interface B extends A {
        default void say(int a) {
            System.out.println("B");
        }

        default void play() {
            System.out.println("B.play");
        }
    }

    interface C extends A, B {

    }

    static class D implements C {

    }

    public static void main(String[] args) {
        D d = new D();
        d.run();
        d.play();
    }
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3.多层多继承

上面一个例子还是单继承的例子，如果如下图的多继承呢？

+---------------+                          
|  Interface A1 |                          
+--------+------+                          
         |                                 
         |                                 
         |                                 
+--------+------+    +---------------+
|  Interface A2 |    |  Interface B  |
+-----------+---+    +--+------------+
            |           |     
            |           |                          
            |           |                          
        +-------+-------++                         
        |   Interface C  |                         
        +----------------+
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如果A2和B拥有相同签名的方法，这和第一个例子一样。 如果不想编译出错，可以覆盖父接口的默认方法，还可以调用指定父接口的默认方法：

interface A1 {
    default void sayHello(int a) {
        System.out.println("A1");
    }
}

interface A2 extends A1 {

}

interface B {
    default void sayHello(int a) {
        System.out.println("B");
    }
}

interface C extends A2, B {
    default void sayHello(int a) {
        B.super.sayHello(a);
    }
}
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4.更复杂的多层多继承

+--------------+              
 | Interface A1 |^+-----+          
 +------+------++       |      
        |               |
        |               |      
+-------+-------+       |      
|  Interface A2 |       |      
+------------+--+       |      
             ^---+      |      
                 |      |      
              +--+------+-----+
              |  Interface C  |
              +---------------+
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接口A2继承A1， 接口C继承A2和A1。 代码如下，

interface A1 {
    default void say() {
        System.out.println("hello,A1");
    }
}

interface A2 extends A1 {

    @Override
    default void say() {
        System.out.println("hello,A2");
    }
}

interface C extends A2, A1 {

}

static class D implements C {

}

public static void main(String[] args) {
    D d = new D();
    d.say();
}
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执行程序输出如下:

hello,A2
Process finished with exit code 0
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以上代码不会编译出错，运行程序输出 hello,A2 。 可以看到接口C会隐式继承子接口的方法， 也就是子接口A2的默认方法。

5.类继承

如果继承关系类型全部是类， 那么由于类依然是单继承的， 不会有多继承的问题。

6.类和接口混杂

我们把第一个例子中的其中一个接口换成类，会出现什么现象呢。

+-------------+   +-----------+
| Interface A |   |  Class B  |
+-----------+-+   +-+---------+
            |       |    
            |       |            
          +---+----+-+             
          |  Class C |             
          +----------+
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以下代码不会编译出错：

interface A {
    default void say() {
        System.out.println("hello,A");
    }
}

static class B {
    public void say() {
        System.out.println("hello,B");
    }
}

static class C extends B implements A {

}

public static void main(String[] args) {
    C c = new C();
    c.say(); //hello,B
}
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结果输出 hello,B 。

可以看出，子类优先继承 父类的方法 ， 如果父类没有相同签名的方法，才继承接口的默认方法。

7.总结

更复杂的继承关系可以简化成以上的继承关系。 根据以上的例子， 可以得出以下的结论：