Java內(nèi)部類詳解:成員/靜態(tài)/局部/匿名內(nèi)部類

總的來說
1.內(nèi)部類通常用來解決“多重繼承”的問題。
2.當(dāng)你希望隱藏一個(gè)類的實(shí)現(xiàn),減少工程中.java文件數(shù)量,或者這個(gè)類不想被擴(kuò)展時(shí),你可以通過匿名內(nèi)部類來創(chuàng)建一個(gè)類的對(duì)象。
3.java雖然無法直接在語法層面上支持閉包,但是可以通過內(nèi)部類來模擬一個(gè)閉包的程序結(jié)構(gòu)。

1.內(nèi)部類

概念:在一個(gè)類的內(nèi)部再定義一個(gè)完整的類。

語法:

class Outer {
    class Inner {
    }
}

編譯:Outer$Inner.class 和 Outer.class

特點(diǎn):

  • 編譯之后可生成獨(dú)立的字節(jié)碼文件

  • 內(nèi)部類可直接訪問外部類的私有成員,而不破壞封裝

  • 可為外部類提供必要的內(nèi)部功能組件

1.1 成員內(nèi)部類

概念:在類的內(nèi)部定義,與實(shí)例變量、實(shí)例方法同級(jí)別的類。屬于外部類的一個(gè)實(shí)例部分,創(chuàng)建內(nèi)部類對(duì)象時(shí),必須依賴外部類對(duì)象。

語法:

// 創(chuàng)建內(nèi)部類對(duì)象
Outer out = new Outer();
Inner in = out.new Inner(); // 特殊:不具普適性
// 成員內(nèi)部類訪問外部類的重名屬性
Outer.this.屬性名

特點(diǎn):

  • 當(dāng)外部類、內(nèi)部類存在重名屬性時(shí),會(huì)優(yōu)先訪問內(nèi)部類屬性。

  • 成員內(nèi)部類不能定義靜態(tài)成員

/**

* 成員內(nèi)部類

*/

public class TestMemberInnerClass {

      public static void main(String[] args) {
            Outer out = new Outer();
            //Outer.Inner in = new Outer.Inner();  //Error
            Outer.Inner in = out.new Inner(); // 特殊:不具備普適性
            out.m1();
            in.m2();
      }
}

class Outer {
      int a = 10; // 外部類:實(shí)例變量
      public Outer() {
            System.out.println("Outer()");
      }
      public void m1() {
            System.out.println("Outer class m1()");
      }
      /**
       * 成員內(nèi)部類(實(shí)例層級(jí)) - 外部類被創(chuàng)建后,可再創(chuàng)建成員內(nèi)部類
       */
      class Inner {
            int b = 20;
            int a = 30; // 內(nèi)部類:重名實(shí)例變量
            public Inner() {
                  System.out.println("Inner()");
            }
            public void m2() {
                  System.out.println("Inner class m2()");
                  System.out.println("Outer a = " + Outer.this.a); //  10 (特殊:不具普適性)
                  System.out.println("Inner a = " + a); // 30
            }
      }
}
1.2 靜態(tài)內(nèi)部類

概念:不依賴外部類對(duì)象,可直接創(chuàng)建或通過類名訪問,可聲明靜態(tài)成員

特點(diǎn):

  • 只能直接訪問外部類的靜態(tài)成員(實(shí)例成員需實(shí)例化外部類對(duì)象)
/**
* 靜態(tài)內(nèi)部類
*/
public class TestStaticInnerClass {
      public static void main(String[] args) {
            System.out.println(Outer.Inner.b); // 20
            // 靜態(tài)內(nèi)部類對(duì)象創(chuàng)建
            Outer.Inner in = new Outer.Inner();
            in.m2();
      }
}

class Outer {
      private static int a = 10;
      String s = "hello";
      static class Inner {
            static int b = 20;
            public void m2 () {
                  System.out.println(Outer.a); // 可訪問外部類私有對(duì)象,不影響封裝
                  //System.out.println(s); // 靜態(tài)內(nèi)部類不能訪問外部類的非靜態(tài)成員
                  System.out.println("Inner m2()");
            }
      }
}
1.3 局部內(nèi)部類

概念:定義在外部類的成員方法中,作用范圍和創(chuàng)建對(duì)象范圍僅限于當(dāng)前方法

特點(diǎn):

  • 不能有靜態(tài)成員(屬性/方法)

  • 局部內(nèi)部類訪問外部類當(dāng)前方法中的局部變量時(shí),因無法保障變量的生命周期與自身相同,變量必須修飾為final

  • 隱藏類的信息,限制類的使用范圍



/**
* 局部內(nèi)部類
*/
public class TestLocalInnerClass {
      public static void main(String[] args) {
            Outer out = new Outer();
            out.m1();
            System.out.println(out.p); 
            //  com.day.t2_localinnerclass2.Outer$1Inner@7852e922
            out.p.print();
      }
}

interface Printable {
      public void print();
}

class Outer {
      int a = 10;
      Printable p = null; // 接口引用 (可通過成員方法的 局部內(nèi)部類 對(duì)接口引用賦值,保存對(duì)象)
      public void m1() {
            //Cannot refer to a non-final variable c inside an inner  class defined in a different in a different method
            /* final */int b = 20; // 局部內(nèi)部類訪問時(shí)會(huì)被自動(dòng)加 final 修飾
            class Inner implements Printable {
                  int c = 30;
                  @Override
                  public void print() {
                        System.out.println(a); // 10, 訪問外部類的實(shí)例成員,等價(jià)于 Outer.this.a
                        System.out.println(b); // 20, 一旦局部內(nèi)部類訪問外部類的局部變量,會(huì)被自動(dòng)final修飾
                        System.out.println(c); // 30, 訪問內(nèi)部類的實(shí)例成員
                        System.out.println("local inner m2()");
                  }
            }

            // 創(chuàng)建對(duì)象
            Inner in = new Inner();
            System.out.println(in.c);
            // 接口引用指向?qū)嵗龑?duì)象
            p = new Inner();
      }
}

示例:限制類的使用范圍

/**
* 局部內(nèi)部類 - 限制類的使用范圍
*/
public class TestLocalInnerClassForApply {
      public static void main(String[] args) {
            // 學(xué)校一年級(jí)開設(shè)新版(班主任)
            // 家長意見:我們需要經(jīng)驗(yàn)豐富的老師
            //Teacher teacher = new AdvancedTeacher(); //new Error:類定義在成員方法內(nèi) - 局部內(nèi)部類
            //teacher.teach();
            // 校方?jīng)]有那么多高級(jí)老師(6個(gè)班,3位高級(jí)老師,3位初級(jí)老師)
            // 校方規(guī)則:班級(jí)奇偶編號(hào),奇數(shù)班初級(jí),偶數(shù)班高級(jí)
            Teacher t = School.getTeacher(1);
            t.teach();
      }
}

class School {
      public static Teacher getTeacher(int classNo) { // 封裝思想:隱藏了類的信息,不能在外部new對(duì)象
            // 初級(jí)老師
            class BeginnerTeacher extends Teacher {
                  @Override
                  public void teach() {
                        System.out.println("初級(jí)老師在上課");
                  }
            }

            // 高級(jí)老師
            class AdvancedTeacher extends Teacher {
                  @Override
                  public void teach() {
                        System.out.println("高級(jí)老師在上課");
                  }
            }

            Teacher currentTeacher = null; // 返回值
            if (classNo % 2 != 0) {
                  currentTeacher = new BeginnerTeacher();
            } else {
                  currentTeacher = new AdvancedTeacher();
            }
            return currentTeacher;
      }
}

abstract class Teacher {
      public abstract void teach();
}
1.4 匿名內(nèi)部類【實(shí)際編碼中很常見】

概念:沒有類名的局部內(nèi)部類(一切特征都與局部內(nèi)部類相同)

特點(diǎn):

  • 必須繼承一個(gè)父類或者實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口

  • 定義類、實(shí)現(xiàn)類、創(chuàng)建對(duì)象的語法合并,只能創(chuàng)建一個(gè)該類的對(duì)象

  • 使用場景:① 顯式繼承父類時(shí) ② 實(shí)現(xiàn)接口時(shí)

  • 優(yōu)點(diǎn):可以減少代碼量,書寫的思路流暢

  • 缺點(diǎn):可讀性較差

/**
* 匿名內(nèi)部類
*/
public class TestAnonymiteInnerClass {
      public static void main(String[] args) {
            Teacher t = School.getTeacher(1);
            t.teach();
      }
}

class School {
      public static Teacher getTeacher(int classNo) { // 封裝思想:隱藏了類的信息,不能在外部new對(duì)象
            Teacher currentTeacher = null; // 返回值

            if (classNo % 2 != 0) {
                  // 匿名內(nèi)部類
                  currentTeacher = new Teacher() {
                        @Override
                        public void teach() {
                              System.out.println("初級(jí)老師在上課");
                        }
                  };
            } else {
                  //匿名內(nèi)部類 (創(chuàng)建了一個(gè)父類的子類對(duì)象,實(shí)現(xiàn)了子類中覆蓋父類的方法)
                  currentTeacher = new Teacher() {
                        @Override
                        public void teach() {
                              System.out.println("高級(jí)老師在上課");
                        }                       
                  };
            }
            return currentTeacher;
      }
}

abstract class Teacher {
      public abstract void teach();
}
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