Java内部类

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Java内部类详解

一.内部类基础

　　在Java中，可以将一个类定义在另一个类里面或者一个方法里面，这样的类称为内部类。广泛意义上的内部类一般来说包括这四种：成员内部类、局部内部类、匿名内部类和静态内部类。下面就先来了解一下这四种内部类的用法。

　　1.成员内部类

　　成员内部类是最普通的内部类，它的定义为位于另一个类的内部，形如下面的形式：

class Circle {
    double radius = 0;
     
    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }
     
    class Draw {     //内部类
        public void drawSahpe() {
            System.out.println("drawshape");
        }
    }
}

这样看起来，类Draw像是类Circle的一个成员，Circle称为外部类。成员内部类可以无条件访问外部类的所有成员属性和成员方法（包括private成员和静态成员）。

class Circle {
    private double radius = 0;
    public static int count =1;
    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }
     
    class Draw {     //内部类
        public void drawSahpe() {
            System.out.println(radius);  //外部类的private成员
            System.out.println(count);   //外部类的静态成员
        }
    }
}

不过要注意的是，当成员内部类拥有和外部类同名的成员变量或者方法时，会发生隐藏现象，即默认情况下访问的是成员内部类的成员。如果要访问外部类的同名成员，需要以下面的形式进行访问：

外部类.this.成员变量
外部类.this.成员方法

虽然成员内部类可以无条件地访问外部类的成员，而外部类想访问成员内部类的成员却不是这么随心所欲了。在外部类中如果要访问成员内部类的成员，必须先创建一个成员内部类的对象，再通过指向这个对象的引用来访问：

class Circle {
    private double radius = 0;
 
    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
        getDrawInstance().drawSahpe();   //必须先创建成员内部类的对象，再进行访问
    }
     
    private Draw getDrawInstance() {
        return new Draw();
    }
     
    class Draw {     //内部类
        public void drawSahpe() {
            System.out.println(radius);  //外部类的private成员
        }
    }
}

成员内部类是依附外部类而存在的，也就是说，如果要创建成员内部类的对象，前提是必须存在一个外部类的对象。创建成员内部类对象的一般方式如下：

public class Test {
    public static void main(String[] args)  {
        //第一种方式：
        Outter outter = new Outter();
        Outter.Inner inner = outter.new Inner();  //必须通过Outter对象来创建
         
        //第二种方式：
        Outter.Inner inner1 = outter.getInnerInstance();
    }
}
 
class Outter {
    private Inner inner = null;
    public Outter() {
         
    }
     
    public Inner getInnerInstance() {
        if(inner == null)
            inner = new Inner();
        return inner;
    }
      
    class Inner {
        public Inner() {
             
        }
    }
}

　　内部类可以拥有private访问权限、protected访问权限、public访问权限及包访问权限。比如上面的例子，如果成员内部类Inner用private修饰，则只能在外部类的内部访问，如果用public修饰，则任何地方都能访问；如果用protected修饰，则只能在同一个包下或者继承外部类的情况下访问；如果是默认访问权限，则只能在同一个包下访问。这一点和外部类有一点不一样，外部类只能被public和包访问两种权限修饰。我个人是这么理解的，由于成员内部类看起来像是外部类的一个成员，所以可以像类的成员一样拥有多种权限修饰。

　　2.局部内部类

　　局部内部类是定义在一个方法或者一个作用域里面的类，它和成员内部类的区别在于局部内部类的访问仅限于方法内或者该作用域内。

class People{
    public People() {
         
    }
}
 
class Man{
    public Man(){
         
    }
     
    public People getWoman(){
        class Woman extends People{   //局部内部类
            int age =0;
        }
        return new Woman();
    }
}

注意，局部内部类就像是方法里面的一个局部变量一样，是不能有public、protected、private以及static修饰符的。

3.匿名内部类

匿名内部类不能有访问修饰符和static修饰符的，匿名内部类不能是抽象的,它必须要实现继承的类或者实现的接口的所有抽象方法。

匿名内部类是唯一一种没有构造器的类。正因为其没有构造器，所以匿名内部类的使用范围非常有限，大部分匿名内部类用于接口回调。

匿名内部类在编译的时候由系统自动起名为Outter$1.class。一般来说，匿名内部类用于继承其他类或是实现接口，但是两者不可兼得，同时也只能继承一个类或者实现一个接口;，并不需要增加额外的方法，只是对继承方法的实现或是重写。

匿名内部类初始化:使用构造代码块！利用构造代码块能够达到为匿名内部类创建一个构造器的效果

在我们日常中使用最多匿名内部类是在监听器中，下面这段代码是一段Android事件监听代码：

scan_bt.setOnClickListener(new OnClickListener() {
             
            @Override
            public void onClick(View v) {
                // TODO Auto-generated method stub
                 
            }
        });
         
history_bt.setOnClickListener(new OnClickListener() {
             
   @Override
   public void onClick(View v) {
   // TODO Auto-generated method stub
                 
    }
});
//其中

new OnClickListener() {
             
   @Override
   public void onClick(View v) {
   // TODO Auto-generated method stub
                 
    }
});
//就是匿名内部类的实现

当然像下面这种写法也是可以的，跟上面使用匿名内部类达到效果相同。

private void setListener()
{
    scan_bt.setOnClickListener(new Listener1());       
    history_bt.setOnClickListener(new Listener2());
}
 
class Listener1 implements View.OnClickListener{
    @Override
    public void onClick(View v) {
    // TODO Auto-generated method stub
             
    }
}
 
class Listener2 implements View.OnClickListener{
    @Override
    public void onClick(View v) {
    // TODO Auto-generated method stub
             
    }
}

这种写法虽然能达到一样的效果，但是既冗长又难以维护，所以一般使用匿名内部类的方法来编写事件监听代码。

4.静态内部类

静态内部类也是定义在另一个类里面的类，只不过在类的前面多了一个关键字static。静态内部类是不需要依赖于外部类的，这点和类的静态成员属性有点类似，并且它不能使用外部类的非static成员变量或者方法，这点很好理解，

因为在没有外部类的对象的情况下，可以创建静态内部类的对象（因为普通内部类在外面需要创建对象之前需要通过外部类的对象来创建），如果允许访问外部类的非static成员就会产生矛盾，因为外部类的非static成员必须依附于具体的对象。

public class Test {
    public static void main(String[] args)  {
        Outter.Inner inner = new Outter.Inner();
    }
}
 
class Outter {
    public Outter() {
         
    }
     
    static class Inner {
        public Inner() {
             
        }
    }
}

二.深入理解内部类

1.为什么成员内部类可以无条件访问外部类的成员？

那是因为内部类持有外部类的引用，外部类名.this。

从这里也间接说明了成员内部类是依赖于外部类的，如果没有创建外部类的对象，则无法对Outter.this引用进行初始化赋值，也就无法创建成员内部类的对象了。

具体详细原理看转载链接。

2.为什么局部内部类和匿名内部类只能访问局部final变量？

因为当局部变量不是final时，若该在方法中的局部内部类调用完并返回完该方法类型（匿名内部类调用完时）时，该局部变量需要被回收掉，所以在局部内部类和匿名内部类就无法访问到该变量，所以编译无法通过，只能通过final局部变量解决。

详细看转载链接或者B站毕向东35天，168

因为局部内部类最终会被编译为一个单独的类，其所访问的局部变量会成为这个类的属性。如果访问的一个值类型局部变量，就会造成这个类的属性与所访问的局部变量不是同一个，会造成数据不同步。所以强制要求局部变量必须为final，避免数据不同步 --------------------- 本文来自 Light_0X0000 的CSDN 博客 ，全文地址请点击：https://blog.csdn.net/m0_37741173/article/details/79180775?utm_source=copy

在JDK8中如果我们在匿名内部类中需要访问局部变量，那么这个局部变量不需要用final修饰符修饰。看似是一种编译机制的改变，实际上就是一个语法糖（底层还是帮你加了final）。但通过反编译没有看到底层为我们加上final，但我们无法改变这个局部变量的引用值，如果改变就会编译报错 --------------------- 本文来自 听到微笑 的CSDN 博客 ，全文地址请点击：https://blog.csdn.net/tianjindong0804/article/details/81710268?utm_source=copy

3.静态内部类有特殊的地方吗？

从前面可以知道，静态内部类是不依赖于外部类的，也就说可以在不创建外部类对象的情况下创建内部类的对象。另外，静态内部类是不持有指向外部类对象的引用的，这个读者可以自己尝试反编译class文件看一下就知道了，是没有Outter this&0引用的。

三.内部类的使用场景和好处

为什么在Java中需要内部类？总结一下主要有以下四点：

　　1.每个内部类都能独立的继承一个接口的实现，所以无论外部类是否已经继承了某个(接口的)实现，对于内部类都没有影响。内部类使得多继承的解决方案变得完整，

　　2.方便将存在一定逻辑关系的类组织在一起，又可以对外界隐藏。

　　3.方便编写事件驱动程序

　　4.方便编写线程代码

　　个人觉得第一点是最重要的原因之一，内部类的存在使得Java的多继承机制变得更加完善。

四.常见的与内部类相关的笔试面试题

1.根据注释填写(1)，(2)，(3)处的代码

public class Test{
    public static void main(String[] args){
           // 初始化Bean1
           (1)
           bean1.I++;
           // 初始化Bean2
           (2)
           bean2.J++;
           //初始化Bean3
           (3)
           bean3.k++;
    }
    class Bean1{
           public int I = 0;
    }
 
    static class Bean2{
           public int J = 0;
    }
}
 
class Bean{
    class Bean3{
           public int k = 0;
    }
}

从前面可知，对于成员内部类，必须先产生外部类的实例化对象，才能产生内部类的实例化对象。而静态内部类不用产生外部类的实例化对象即可产生内部类的实例化对象。

　　创建静态内部类对象的一般形式为：  外部类类名.内部类类名 xxx = new 外部类类名.内部类类名()

　　创建成员内部类对象的一般形式为：  外部类类名.内部类类名 xxx = 外部类对象名.new 内部类类名()

　　因此，（1），（2），（3）处的代码分别为：

Test test = new Test();    

　　Test.Bean1 bean1 = test.new Bean1(); 

Test.Bean2 b2 = new Test.Bean2();    

Bean bean = new Bean();     

Bean.Bean3 bean3 =  bean.new Bean3(); 

2.下面这段代码的输出结果是什么？

public class Test {

    public static void main(String[] args)  {
        Outter outter = new Outter();
        outter.new Inner().print();
    }
}
 
 
class Outter
{
    private int a = 1;
    class Inner {
        private int a = 2;
        public void print() {
            int a = 3;
            System.out.println("局部变量：" + a);
            System.out.println("内部类变量：" + this.a);
            System.out.println("外部类变量：" + Outter.this.a);
        }
    }
}

3
2
1

最后补充一点知识：关于成员内部类的继承问题。一般来说，内部类是很少用来作为继承用的。但是当用来继承的话，要注意两点：

　　1）成员内部类的引用方式必须为 Outter.Inner.

　　2）构造器中必须有指向外部类对象的引用，并通过这个引用调用super()。这段代码摘自《Java编程思想》

class WithInner {

    class Inner{
         
    }
}
class InheritInner extends WithInner.Inner {
      
    // InheritInner() 是不能通过编译的，一定要加上形参
    InheritInner(WithInner wi) {
        wi.super(); //必须有这句调用
    }
  
    public static void main(String[] args) {
        WithInner wi = new WithInner();
        InheritInner obj = new InheritInner(wi);
    }
}