S-JIS[2014-03-22/2017-09-23] 変更履歴

Javaインターフェース

Javaのインターフェースについて。

インターフェース

インターフェースは、理屈としては、抽象クラスの特殊形態。[2003-07-06/2007-05-02]
抽象クラスのうち、抽象メソッドと定数だけが定義できるようなもの。（JDK1.8でデフォルトメソッドが定義できるようになったが）
つまり、実体（実際の動作）を持たず、「こういう形でメソッドを呼び出してね」という形式（インターフェース）だけを定義する。
使い道が独特なので、クラスとは別の文法になっている。

〔public〕 interface インターフェース名 〔extends 親インターフェース名,…〕 {
	インターフェース本体
}

インターフェースを別のインターフェースから派生（別のインターフェースを継承）する場合はextendsで親インターフェースを指定する。
extendsを書かない場合でも、クラスの場合と同様、Objectから派生したような扱いになる。[2008-08-30]
すなわち、Objectクラスのpublic（でfinalでない）メソッドが暗黙に定義される。
（だからインターフェースの変数に対してtoString()を呼び出したり出来る）

インターフェース本体の定義は、以下のように行う。 

interface インターフェース名 {

	public static final 型 定数名 = 初期値;

	public abstract 型 メソッド名(引数,…);	←抽象メソッドそのもの
}

インターフェースは他のクラスから呼び出す際に使用するものなので、インターフェースのメンバー（フィールド・メソッド）は必ずpublicになる。（それ以外はコンパイルエラー）
publicを省略するとpublicが指定されたことになる。（クラスの場合は、省略するとパッケージプライベートになる）

「public static final」や「abstract」を省略して書くことも出来るが、暗黙にそれらが指定されたものとして扱われる。
（定数の「public static final」は全部書くけど、メソッドの「abstract」は省略することが多い。
 なお、「それしか指定できないんだから一々書かずに全部省略せよ」という人と「勘違いさせない為に全部書け」という人がいる）

個人的には、定数を書く際は「public static final」をきちんと書くべきと考える。[2010-06-27]
なぜなら、省略した場合の意味が、classとinterfaceでは異なるから。

interface A {
  int Z = 0;
}
 
class A {
  int Z = 0;
}
 interfaceでは、フィールドZはパブリックな定数。
classでは、パッケージプライベートの変数。		 
interface A {
  public static final int Z = 0;
}
 
class A {
  public static final int Z = 0;
}
 「public static final」を付けておけば、どちらも同じ意味になる。
誤解が無いし、コピー&ペーストも問題なく行える。

また、メソッドのabstractは省略する・publicは付けるのが好み。[2010-06-27]
なぜなら、そのインターフェースを継承した具象クラスを書く場合に、メソッド定義をコピー&ペーストするのが楽だから。abstractを消す手間だけの問題だけど＾＾；
抽象クラスの場合はabstractが必須なので、そちらと合わせて常にabstractを付けるべきなのかもしれないが…
public static finalの場合とは異なり、抽象クラスではabstractが付いていないとコンパイルエラーになるので、誤解の度合いが違う。

interface A {
  int method();
}
 
class A {
  int method();
}
 classではメソッドの本体を書かないと
（あるいはabstractを付けないと）
コンパイルエラーになる。		 
interface A {
  int method();
}
 
abstract class A {
  abstract int method();
}
 interfaceはpublicだが、classではパッケージプライベートになる。 
interface A {
  public int method();
}
 
abstract class A {
  public abstract int method();
}
 「public」を付けておけば、誤解が無い。

インターフェースを実装する際は、implementsを使う。1つのクラスで複数のインターフェースを実装することが出来る。
実装されないメソッドがあると、コンパイルエラーとなる。（abstract classの場合はエラーにならない。が、さらに派生したクラスで、最終的には全部実装しないといけない…→newでインスタンス化できない）

class ほげほげ extends むにゃ implements 名前A, 名前B {
	〜
}
interface I {
	public int method();
}

class C implements I {

	@Override		//JDK1.6から、インターフェースを実装した際にも@Overrideアノテーションが付けられるようになった
	public int method() {
		return 1;
	}
}

実装したメソッドの戻り値の型は、インターフェースで定義されている型と同じにする。
が、JDK1.5以降では、派生クラスを返すように定義できるようになった。[2010-06-27]
→共変戻り値型

インターフェースでthrowsが宣言されている場合、具象クラスではその例外を減らしてもいい（増やすのは駄目）。[2010-06-27]
→例外の基礎

→インターフェースの使用法
→妙：インターフェースを後から適用

インターフェースのstaticメソッド

JDK1.8から、インターフェース上にstaticメソッドを定義できるようになった。[2014-03-22]

public interface インターフェース {

	〔public〕 static 戻り型 メソッド名(引数,…) {
		〜
	}
}

ちなみに、これによって「public static void main(String... args)」もインターフェースで定義できるようになった。
javaコマンドでインターフェース名を指定すれば、ちゃんと実行できる！

呼び出すときは（クラスのstaticメソッドと同様に）インタフェース名.メソッド名(〜)で呼び出せる。
ただし、クラスのstaticメソッド（やインターフェースのstatic定数）とは異なり、継承したインターフェースやクラスの名前を使って呼び出すことは出来ない（コンパイルエラーになる）。

状況 定義例 使用例 備考
インターフェース
staticメソッド		 interface A1 {
  public static int getValue() {
    return 123;
  }
}

interface B1 extends A1 {}		 A1.getValue()
B1.getValue()		 ○
×		 　
class C1 implements A1 {} C1.getValue() × 　
class D1 implements A1 {
  public static void method() {
    System.out.println(getValue());
  }
}		 　 × 「A1.getValue()」なら可。
けど、それは継承とは関係ない指定方法だよね＾＾；
クラス
staticメソッド		 class A2 {
  public static int getValue() {
    return 123;
  }
}

class B2 extends A2 {}		 A2.getValue()
B2.getValue()		 ○
○		 　
class D2 extends A2 {
  public static void method() {
    System.out.println(getValue());
  }
}		 　 ○ 　
インターフェース
staticフィールド
（定数）		 interface A3 {
  public static final int VALUE = 123;
}

interface B3 extends A3 {}		 A3.VALUE
B3.VALUE		 ○
○		 　
class C3 implements A3 {} C3.VALUE ○ 　
class D3 implements A3 {
  public static void method() {
    System.out.println(VALUE);
  }
}		 　 ○ 　

インターフェースのデフォルトメソッド

JDK1.8から、インターフェースに処理本体が記述できるメソッド（抽象でないメソッド）が定義できるようになった。[2014-03-22]
これをデフォルトメソッドと呼ぶ。

public interface インターフェース {

	〔public〕〔abstract〕 default 戻り型 メソッド名(引数,…) {
		〜
	}
}

インターフェースを実装したクラスからは、普通のメソッドのように呼び出したりオーバーライドしたりすることが出来る。

ただし、同じシグネチャー（メソッド名と引数の型が同じ）を持つ別々のインターフェースを継承しようとすると、そのままではコンパイルエラーになる。
オーバーライドして定義し直せば使うことが出来る。

例

状況 定義例 使用例 備考
シンプルな例 interface A {
  public default int getValue() {
    return 123;
  }
}

class B implements A {}		 B b = new B();
int n = b.getValue();		 　
多重継承
（エラー）		 interface A1 {
  public default int getValue() {
    return 123;
  }
}

interface A2 {
  public default int getValue() {
    return 123;
  }
}

interface C extends A1, A2 {}		 　 Cはコンパイルエラーになる。
「Duplicate default methods named getValue with the parameters () and () are inherited from the types A2 and A1」
Cの継承元であるA1とA2に同一シグネチャーのデフォルトメソッドが存在している為。
多重継承
（オーバーライド）		 interface D extends A1, A2 {
  @Override
  public default int getValue() {
    return A1.super.getValue();
  }
}		 　 複数の継承元に同一シグネチャーのデフォルトメソッドが存在している場合は、
そのメソッドをオーバーライドして実装し直せばよい。
継承元のどちらかのメソッドを呼び出せばいい場合は、
「親インターフェース名.super.メソッド名」
でインターフェース名を指定して呼び出すことが出来る。
class E implements A1, A2 {
  @Override
  public int getValue() {
    return A1.super.getValue();
  }
}		 　
孫継承 interface A3 extends A2 {}

class F implements A1, A3 {
  @Override
  public int getValue() {
//  return A1.super.getValue();
    return A2.super.getValue();
//  return A3.super.getValue();
  }
}		 　 superでは親の親を指定することは出来ない。
左記の例ではA1とA3を直接実装しているのでA1.superとA3.superは指定可能だが、
A2は直接実装していないのでA2.superはコンパイルエラーになる。
インターフェースと
クラス間の重複		 class G {
  public int getValue() {
    return 789;
  }
}

class H1 extends G implements A1 {}		 H1 h1 = new H1();
int n = h1.getValue();
→789が返る		 親クラスと親インターフェースで同一シグネチャーのメソッドが存在している場合は、
親クラスのメソッドが有効になる。
class G {
  protected int getValue() {
    return 789;
  }
}

class H1 extends G implements A1 {}		 　 ただし、親クラスのメソッドがprotectedの場合はコンパイルエラーになる。[2015-06-14]
「The inherited method G.getValue() cannot hide the public abstract method in A1」

インターフェースと親クラスに同一シグネチャーのメソッドがあると親クラス優先だが、親クラスの当該メソッドの可視性はprotected。
一方、インターフェースではpublicだが、継承する際、publicをprotectedにする（可視性の範囲を狭くする）ことは出来ない。
ので、このようなエラーになるのだろう。
class H2 extends G implements A1 {
  @Override
  public int getValue() {
//  return super.getValue();
//×return G.super.getValue();
    return A1.super.getValue();
  }
}		 H2 h2 = new H2();
int n = h2.getValue();
→123が返る		 親クラスと親インターフェースで同一シグネチャーのメソッドが存在している場合でも、
「親インターフェース名.super.メソッド名」
という記法は可能。
ただし「親クラス名.super.メソッド名」とは書けない。
親クラスのメソッドを指定する場合は（従来通り）「super.メソッド名」と書く。

デフォルトメソッドとして定義できないメソッド

java.lang.Objectクラスに存在する（private以外の）メソッド（toString, equals, hashCode）は、デフォルトメソッドとして定義できない。[2015-06-14]

例 エラーメッセージ 説明
interface I1 {
  public default String toString() {
    return "I.default";
  }
}		 A default method cannot override a method from java.lang.Object toString, equals, hashCodeメソッドはデフォルトメソッドとして定義できない。
interface I2 {
  public default Class<?> getClass() {
    return I.class;
  }
}		 Cannot override the final method from Object getClass, wait, notify, notifyAllメソッドは、finalメソッドなのでデフォルトメソッドとして定義できない。
（オーバーライドできない）
interface I3 {
  public default Object clone() throws CloneNotSupportedException{
    System.out.println("I.clone");
    return null;
  }
}		 　 （Objectでprotectedとして定義されている）clone, finalizeメソッドは、デフォルトメソッドとして定義できる。
が、そのインターフェースを実装するクラスの側では、デフォルト実装として使用できない。
→インターフェースとクラス間の重複の問題
class J3 implements I3 {
}		 The inherited method Object.clone() cannot hide the public abstract method in I3

Scalaのトレイトとの違い

インターフェースがデフォルトの実装を持てるようになったことでScalaのトレイトに近づいたが、
Scalaのトレイトはフィールドを定義できるし、メソッドやフィールドの可視性をprotectedにすることも出来る。

インターフェースのprivateメソッド

Java9から、インターフェースにprivateメソッドが定義できるようになった。[2017-09-23]

public interface インターフェース {

	private 〔static〕 戻り型 メソッド名(引数,…) {
		〜
	}
}

privateなので、インターフェース外部や継承したクラスから呼び出すことは出来ない。
同一インターフェース内のstaticメソッドやデフォルトメソッドから使う想定なのだろう。

特殊な用途のインターフェース

（文法としては普通のインターフェースなのだが）特別な使い方をするインターフェースについては名前が付いている。[2014-03-22]

呼び名 説明
マーカーインターフェース
（marker interface）		 フィールドやメソッドを一切定義しないインターフェース。
マーカーインターフェースを実装することによって何らかの意図を示す為に使う。
例：Serializableインターフェースはシリアライズ可能であることを示す
例：Cloneableインターフェースはクローン可能であることを示す

JDK1.5でアノテーションが導入された為、JDK1.5以降ではマーカーインターフェースでなくアノテーションを使う。
（SerializableはJDK1.4以前から在るので仕方ないが、本来であればSerializableアノテーションであるべき）
定数インターフェース
（constant interface）		 定数（staticフィールド）を定義する目的で用意しているインターフェース。
定数インターフェースを用意し、使う箇所でそれぞれ実装することで、定数を共有することが出来る。

JDK1.5ではstaticインポートが出来るようになったので、定数定義はクラスでも出来る。
インターフェースを実装する方式だと定数がJavadocにも出てきてしまうので、staticインポートの方が良い。
関数型インターフェース
（functional interface）		 抽象メソッドが1つだけ定義されているインターフェース。（JDK1.8でそう呼ばれるようになった）
JDK1.8では、関数型インターフェースにはラムダ式やメソッド参照・コンストラクター参照を渡すことが出来る。
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