CS61B資料結構及演算法筆記：(四)接口繼承
列表是一個抽象的概念，可以透過陣列或是節點的方式來完成，但其實這兩者非常相似；假設今天要建立一個新的類別 WordUtils，類別內的方法 longest 能從存放數個字串的列表中，挑選出長度最長的字串，並且希望可以同時支援這兩種列表。
其中一個做法是同時寫入兩個同名的方法（method），差別在於方法的參數一個為 AList 而另一個為 SLList，Java 會根據實際上輸入的物件屬於哪一種列表，呼叫相對應的方法，而這個支援同時存在同名的方法又稱「多載（overloading）」。
這個做法雖然可行，不過可以發現兩個方法的內容幾乎一模一樣，導致代碼變得更冗長，而且如果其中一個方法發生問題，必須要同時修正另一個同名的方法，因此難以維護。
如只想留下一個方法卻又可以同時支援兩種列表，就需要使用 Java 接口（interface）的概念。首先完成兩種列表的類別分別是 AList 和 SLList，接著建立一個接口 List61B。以 List61B 為例，這個接口只會描述一個列表，無論是 AList、SLList、DLList…等等各種列表，應該要可以做的事情，而不需說明如何完成這些事情。
緊接著，在各個列表的類別後加上 implements 的關鍵字，代表這些列表都是 List61B，並且在該類別內實現每一個寫在接口內未實現的方法。此時在 WordUtils 內只需要一個 longest 方法，並將特定的列表改寫為 List61B，代表無論實際上用的是 AList 或是 SLList，都可以用接口下的方法取出最長的字串。
接口和類別的關係如圖一所示，從中可以觀察到兩種列表都在接口底下，因此也可以說 List61B 是 SLList 的父類別（superclass），或是 SLList 是 List61B 的子類別（subclass）；而 SLList 又以 implements 的關鍵字實現了接口 List61B，代表 SLList 這個類別告訴所有人我實現了 List61B 內的所有方法，又可稱 SLList 覆寫（overriding）了這些定義在接口內方法。
繼承(Inheritance)
使用 implements 這個關鍵字時，等同於一個子類別從所有父類別，包含父類別的父類別，繼承了所有方法，也可稱接口繼承（interface inheritance）。
雖然接口不需要實現任何方法，不過可以透過關鍵字 default 來定義所有繼承這個接口的子類別，都預設可以實現這個方法，舉例來說，預設所有 List61B 的子類別，即使在子類別內沒有實現 print()，都可以使用印出所有列表內元素的方法 print() ，又稱實現繼承（implement inheritance）。
雖然在接口內並沒有定義如何實現一個列表，不過因為規定所有子類別必須要覆寫 size() 和 get() 這兩個方法，因此在接口內可以相信 print() 這個方法一定可以在子類別被實現。然而，這個預設的方法在 AList 和 SLList 的效率表現上卻截然不同，單向串列在呼叫 get() 這個方法時會遍歷整個列表，運算的時間會隨著列表長度增加而增加。因此，可以在 SLList 的類別內，使用@Override 這個標籤（tag），覆寫父類別內預設的方法，改寫為較有效率的方式，以減少 SLList 在呼叫 print() 這個方法時所需的時間。
方法選擇(Method Selection)
在 Java 的規則中，宣告一個變數時需要指定變數的靜態類型，例如宣告變數 x 為 int，此時變數 x 只能存放整數，對其存放不同類型如：
x = "horse";
Java 會顯示編譯錯誤，原因是已經指定變數只能存放整數，無法存放字串。當有了繼承關係以後，Java 允許宣告為父類別的變數並存放子類別，因此，考慮宣告一個變數 s1 為 List61B，並以 SLList 實例化：
List61B s1 = new SLList();
當 s1 使用 print() 方法時，直觀上會使用 SLList 內覆寫預設方法的方法，而非使用在接口內預設的 print()，否則就失去覆寫的意義。不過實際上 Java 判斷的方式是，在宣告變數時，先定義變數 s1 的指標（pointer）永遠只能指向 List61B，換句話說，這 64 位元的記憶體空間，只能存放 List61B 或是其子類別，此時變數 s1 的靜態類型（static type）為 List61B；再者，當以 new 關鍵字實例化 s1 這個變數時，實際上會將指標指向 SLList，此時變數 s1 的動態類型（dynamic type）為 SLList，如圖所示。
此時，Java 的規則是當動態類型覆寫了（靜態類型內的） print() 方法時，Java 會選擇使用動態類型內的方法。這項規則並不會發生在多載的情況上，即使兩個多載的方法內的參數類別互為繼承關係，Java 還是會選擇靜態類型內的方法。
除了接口可以繼承以外，接下來會在下一個章節介紹如何繼承一個類別。
