编辑:从Java 8开始,静态方法现在被允许出现在接口中。

下面是例子:

public interface IXMLizable<T>
{
  static T newInstanceFromXML(Element e);
  Element toXMLElement();
}

当然这行不通。但为什么不呢?

其中一个可能的问题是,当你调用:

IXMLizable.newInstanceFromXML(e);

在这种情况下,我认为它应该只调用一个空方法(即{})。所有子类都必须实现静态方法,所以在调用静态方法时它们都没问题。那为什么不可能呢?

编辑:我想我正在寻找比“因为这就是Java”更深刻的答案。

静态方法不能被覆盖是否有特殊的技术原因?也就是说,为什么Java的设计者决定让实例方法可重写,而不是静态方法?

编辑:我的设计的问题是我试图使用接口来执行编码约定。

也就是说,接口的目标有两个:

我希望IXMLizable接口允许我将实现它的类转换为XML元素(使用多态性,工作正常)。 如果有人想创建实现IXMLizable接口的类的新实例,他们总是知道会有一个newInstanceFromXML(Element e)静态构造函数。

除了在界面中添加注释之外,还有其他方法可以确保这一点吗?


当前回答

静态方法不像实例方法那样是虚拟的,所以我猜想Java设计者决定不让它们出现在接口中。

但是您可以将包含静态方法的类放在接口中。你可以试试!

public interface Test {
    static class Inner {
        public static Object get() {
            return 0;
        }
    }
}

其他回答

虽然我意识到Java 8解决了这个问题,但我认为我应该加入我目前正在研究的一个场景(锁定在使用Java 7),在这个场景中,能够在接口中指定静态方法将会很有帮助。

I have several enum definitions where I've defined "id" and "displayName" fields along with helper methods evaluating the values for various reasons. Implementing an interface allows me to ensure that the getter methods are in place but not the static helper methods. Being an enum, there really isn't a clean way to offload the helper methods into an inherited abstract class or something of the like so the methods have to be defined in the enum itself. Also because it is an enum, you wouldn't ever be able to actually pass it as an instanced object and treat it as the interface type, but being able to require the existence of the static helper methods through an interface is what I like about it being supported in Java 8.

下面的代码说明了我的观点。

接口定义:

public interface IGenericEnum <T extends Enum<T>> {
    String getId();
    String getDisplayName();
    //If I was using Java 8 static helper methods would go here
}

一个枚举定义的例子:

public enum ExecutionModeType implements IGenericEnum<ExecutionModeType> {
    STANDARD ("Standard", "Standard Mode"),
    DEBUG ("Debug", "Debug Mode");

    String id;
    String displayName;

    //Getter methods
    public String getId() {
        return id;
    }

    public String getDisplayName() {
        return displayName;
    }

    //Constructor
    private ExecutionModeType(String id, String displayName) {
        this.id = id;
        this.displayName = displayName;
    }

    //Helper methods - not enforced by Interface
    public static boolean isValidId(String id) {
        return GenericEnumUtility.isValidId(ExecutionModeType.class, id);
    }

    public static String printIdOptions(String delimiter){
        return GenericEnumUtility.printIdOptions(ExecutionModeType.class, delimiter);
    }

    public static String[] getIdArray(){
        return GenericEnumUtility.getIdArray(ExecutionModeType.class);
    }

    public static ExecutionModeType getById(String id) throws NoSuchObjectException {
        return GenericEnumUtility.getById(ExecutionModeType.class, id);
    }
}

通用枚举实用程序定义:

public class GenericEnumUtility {
    public static <T extends Enum<T> & IGenericEnum<T>> boolean isValidId(Class<T> enumType, String id) {       
        for(IGenericEnum<T> enumOption : enumType.getEnumConstants()) {
            if(enumOption.getId().equals(id)) {
                return true;
            }
        }

        return false;
    }

    public static <T extends Enum<T> & IGenericEnum<T>> String printIdOptions(Class<T> enumType, String delimiter){
        String ret = "";
        delimiter = delimiter == null ? " " : delimiter;

        int i = 0;
        for(IGenericEnum<T> enumOption : enumType.getEnumConstants()) {
            if(i == 0) {
                ret = enumOption.getId();
            } else {
                ret += delimiter + enumOption.getId();
            }           
            i++;
        }

        return ret;
    }

    public static <T extends Enum<T> & IGenericEnum<T>> String[] getIdArray(Class<T> enumType){
        List<String> idValues = new ArrayList<String>();

        for(IGenericEnum<T> enumOption : enumType.getEnumConstants()) {
            idValues.add(enumOption.getId());
        }

        return idValues.toArray(new String[idValues.size()]);
    }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static <T extends Enum<T> & IGenericEnum<T>> T getById(Class<T> enumType, String id) throws NoSuchObjectException {
        id = id == null ? "" : id;
        for(IGenericEnum<T> enumOption : enumType.getEnumConstants()) {
            if(id.equals(enumOption.getId())) {
                return (T)enumOption;
            }
        }

        throw new NoSuchObjectException(String.format("ERROR: \"%s\" is not a valid ID. Valid IDs are: %s.", id, printIdOptions(enumType, " , ")));
    }
}

接口关注的是多态性,它本质上是绑定到对象实例的,而不是类。因此,静态在接口上下文中没有意义。

Java 8允许静态接口方法

在Java 8中,接口可以有静态方法。它们也可以有具体的实例方法,但没有实例字段。

这里有两个问题:

为什么在糟糕的过去,接口不能包含静态方法? 为什么静态方法不能被覆盖?

接口中的静态方法

在以前的版本中,接口不能有静态方法并没有强有力的技术原因。一个重复问题的海报很好地总结了这一点。静态接口方法最初被认为是一个小的语言变化,然后有一个官方提议在Java 7中添加它们,但后来由于不可预见的复杂性而被放弃。

最后,Java 8引入了静态接口方法,以及使用默认实现重写实例方法。但它们仍然不能有实例字段。这些特性是lambda表达式支持的一部分,您可以在JSR 335的H部分中阅读有关它们的更多信息。

覆盖静态方法

第二个问题的答案有点复杂。

静态方法在编译时可解析。动态分派对于实例方法很有意义,因为在实例方法中,编译器不能确定对象的具体类型,因此不能解析要调用的方法。但是调用静态方法需要一个类,由于该类在编译时是静态已知的,因此动态分派是不必要的。

了解实例方法如何工作的一些背景知识对于理解这里发生的事情是必要的。我相信实际的实现是完全不同的,但是让我解释一下方法分派的概念,它准确地模拟了观察到的行为。

Pretend that each class has a hash table that maps method signatures (name and parameter types) to an actual chunk of code to implement the method. When the virtual machine attempts to invoke a method on an instance, it queries the object for its class and looks up the requested signature in the class's table. If a method body is found, it is invoked. Otherwise, the parent class of the class is obtained, and the lookup is repeated there. This proceeds until the method is found, or there are no more parent classes—which results in a NoSuchMethodError.

如果一个超类和一个子类在它们的表中都有相同方法签名的条目,则首先遇到子类的版本,而从不使用超类的版本——这就是“重写”。

现在,假设我们跳过对象实例,只从一个子类开始。解析可以像上面那样进行,为您提供一种“可重写的”静态方法。但是,解析都可以在编译时发生,因为编译器是从已知的类开始的,而不是等到运行时才查询未指定类型的对象的类。“重写”静态方法没有意义,因为总是可以指定包含所需版本的类。


构造函数“接口”

这里有更多的材料来解决最近对这个问题的编辑。

听起来好像您希望有效地为IXMLizable的每个实现强制使用一个类构造函数方法。暂时不要试图通过接口强制实现这一点,假设您有一些满足此需求的类。你会如何使用它?

class Foo implements IXMLizable<Foo> {
  public static Foo newInstanceFromXML(Element e) { ... }
}

Foo obj = Foo.newInstanceFromXML(e);

由于在“构造”新对象时必须显式地将具体类型命名为Foo,因此编译器可以验证它确实具有必要的工厂方法。如果没有,那又怎样?如果我可以实现一个缺少“构造函数”的IXMLizable,并且我创建了一个实例并将其传递给您的代码,那么它就是一个具有所有必要接口的IXMLizable。

构造是实现的一部分,而不是接口。任何成功使用接口的代码都不关心构造函数。任何关心构造函数的代码都需要知道具体类型,而接口可以被忽略。

我认为java没有静态接口方法,因为你不需要它们。你可能认为你知道,但是… 你会如何使用它们?如果你想叫他们

MyImplClass.myMethod()

那么就不需要在接口中声明它了。如果你想叫他们

myInstance.myMethod()

那么它就不应该是静态的。 如果您实际上打算使用第一种方法,但只是想强制每个实现都有这样的静态方法,那么它实际上是一种编码约定,而不是实现接口的实例和调用代码之间的契约。

接口允许您在实现接口的类实例和调用代码之间定义契约。java帮助您确保这个契约没有被违反,因此您可以依赖它,而不必担心哪个类实现了这个契约,只要“某个签署了契约的人”就足够了。在静态接口的情况下,你的代码

MyImplClass.myMethod()

不依赖于每个接口实现都有此方法的事实,因此不需要Java来帮助您确定使用它。

Why can't I define a static method in a Java interface?

接口中的所有方法都是显式抽象的,因此不能将它们定义为静态方法,因为静态方法不能抽象。