深刻理解Java：内部类

时间 2019-12-09

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1、什么是内部类？

　　内部类是指在一个外部类的内部再定义一个类。内部类做为外部类的一个成员，而且依附于外部类而存在的。内部类可为静态，可用protected和private修饰（而外部类只能使用public和缺省的包访问权限）。内部类主要有如下几类：成员内部类、局部内部类、静态内部类、匿名内部类java

2、内部类的共性

(1)、内部类仍然是一个独立的类，在编译以后内部类会被编译成独立的.class文件，可是前面冠之外部类的类名和$符号。android

(2)、内部类不能用普通的方式访问。app

(3)、内部类声明成静态的，就不能随便的访问外部类的成员变量了，此时内部类只能访问外部类的静态成员变量。ide

(4)、外部类不能直接访问内部类的的成员，但能够经过内部类对象来访问函数

　　内部类是外部类的一个成员，所以内部类能够自由地访问外部类的成员变量，不管是不是private的。学习

　　由于当某个外围类的对象建立内部类的对象时，此内部类会捕获一个隐式引用，它引用了实例化该内部对象的外围类对象。经过这个指针，能够访问外围类对象的所有状态。ui

经过反编译内部类的字节码，分析以后主要是经过如下几步作到的：
　　1 编译器自动为内部类添加一个成员变量，这个成员变量的类型和外部类的类型相同，这个成员变量就是指向外部类对象的引用；
　　2 编译器自动为内部类的构造方法添加一个参数，参数的类型是外部类的类型，在构造方法内部使用这个参数为1中添加的成员变量赋值；
　　3 在调用内部类的构造函数初始化内部类对象时，会默认传入外部类的引用。this

3、为何须要内部类？

其主要缘由有如下几点：spa

内部类方法能够访问该类定义所在的做用域的数据，包括私有的数据.net
内部类能够对同一个包中的其余类隐藏起来,通常的非内部类，是不容许有 private 与protected权限的，但内部类能够
能够实现多重继承
当想要定义一个回调函数且不想编写大量代码时，使用匿名内部类比较便捷

使用内部类最吸引人的缘由是：

　　每一个内部类都能独立地继承自一个（接口的）实现，因此不管外围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。你们都知道Java只能继承一个类，它的多重继承在咱们没有学习内部类以前是用接口来实现的。但使用接口有时候有不少不方便的地方。好比咱们实现一个接口就必须实现它里面的全部方法。而有了内部类就不同了。它可使咱们的类继承多个具体类或抽象类。

你们看下面的例子:

public class Example1 { public String name(){ return "liutao"; } } public class Example2 { public int age(){ return 25; } } public class MainExample { private class test1 extends Example1{ public String name(){ return super.name(); } } private class test2 extends Example2 { public int age(){ return super.age(); } } public String name(){ return new test1().name(); } public int age(){ return new test2().age(); } public static void main(String args[]){ MainExample mi=new MainExample(); System.out.println("姓名:"+mi.name()); System.out.println("年龄:"+mi.age()); } }

4、成员内部类：

　　即在一个类中直接定义的内部类，成员内部类与普通的成员没什么区别，能够与普通成员同样进行修饰和限制。成员内部类不能含有static的变量和方法。

public class Outer { private static int i = 1; private int j = 10; private int k = 20; public static void outer_f1() {} public void outer_f2() {} // 成员内部类中，不能定义静态成员 // 成员内部类中，能够访问外部类的全部成员
    class Inner { // static int inner_i = 100;//内部类中不容许定义静态变量
        int j = 100; // 内部类和外部类的实例变量能够共存
        int inner_i = 1; void inner_f1() { System.out.println(i); // 在内部类中访问内部类本身的变量直接用变量名
 System.out.println(j); // 在内部类中访问内部类本身的变量也能够用this.变量名
            System.out.println(this.j); // 在内部类中访问外部类中与内部类同名的实例变量用外部类名.this.变量名
            System.out.println(Outer.this.j); // 若是内部类中没有与外部类同名的变量，则能够直接用变量名访问外部类变量
 System.out.println(k); outer_f1(); outer_f2(); } } // 外部类的非静态方法访问成员内部类
    public void outer_f3() { Inner inner = new Inner(); inner.inner_f1(); } // 外部类的静态方法访问成员内部类，与在外部类外部访问成员内部类同样
    public static void outer_f4() { // step1 创建外部类对象
        Outer out = new Outer(); // step2 根据外部类对象创建内部类对象
        Inner inner = out.new Inner(); // step3 访问内部类的方法
 inner.inner_f1(); } public static void main(String[] args) { //outer_f4();//该语句的输出结果和下面三条语句的输出结果同样 // 若是要直接建立内部类的对象，不能想固然地认为只需加上外围类Outer的名字， // 就能够按照一般的样子生成内部类的对象，而是必须使用此外围类的一个对象来 // 建立其内部类的一个对象： // Outer.Inner outin = out.new Inner() // 所以，除非你已经有了外围类的一个对象，不然不可能生成内部类的对象。由于此 // 内部类的对象会悄悄地连接到建立它的外围类的对象。若是你用的是静态的内部类， // 那就不须要对其外围类对象的引用。
        Outer out = new Outer(); Outer.Inner outin = out.new Inner(); outin.inner_f1(); } }

6、局部内部类：

　　在方法中定义的内部类称为局部内部类。与局部变量相似，局部内部类不能有访问说明符，由于它不是外围类的一部分，可是它能够访问当前代码块内的常量，和此外围类全部的成员。

须要注意的是：

　　(1)、局部内部类只能在定义该内部类的方法内实例化，不能够在此方法外对其实例化。

　　(2)、局部内部类对象不能使用该内部类所在方法的非final局部变量。

具体缘由等下再说

public class Outer { private int s = 100; private int out_i = 1; public void f(final int k) { final int s = 200; int i = 1; final int j = 10; // 定义在方法内部
        class Inner { int s = 300;// 能够定义与外部类同名的变量 // static int m = 20;//不能够定义静态变量
            Inner(int k) { inner_f(k); } int inner_i = 100; void inner_f(int k) { // 若是内部类没有与外部类同名的变量，在内部类中能够直接访问外部类的实例变量
 System.out.println(out_i); // 能够访问外部类的局部变量(即方法内的变量)，可是变量必须是final的
 System.out.println(j); // System.out.println(i); // 若是内部类中有与外部类同名的变量，直接用变量名访问的是内部类的变量
 System.out.println(s); // 用this.变量名访问的也是内部类变量
                System.out.println(this.s); // 用外部类名.this.内部类变量名访问的是外部类变量
                System.out.println(Outer.this.s); } } new Inner(k); } public static void main(String[] args) { // 访问局部内部类必须先有外部类对象
        Outer out = new Outer(); out.f(3); } }

7、静态内部类(嵌套类)：

　　若是你不须要内部类对象与其外围类对象之间有联系，那你能够将内部类声明为static。这一般称为嵌套类（nested class）。想要理解static应用于内部类时的含义，你就必须记住，普通的内部类对象隐含地保存了一个引用，指向建立它的外围类对象。然而，当内部类是static的时，就不是这样了。嵌套类意味着：

　　1. 要建立嵌套类的对象，并不须要其外围类的对象。

　　2. 不能从嵌套类的对象中访问非静态的外围类对象。

public class Outer { private static int i = 1; private int j = 10; public static void outer_f1() {} public void outer_f2() {} // 静态内部类能够用public,protected,private修饰 // 静态内部类中能够定义静态或者非静态的成员
    private static class Inner { static int inner_i = 100; int inner_j = 200; static void inner_f1() { // 静态内部类只能访问外部类的静态成员(包括静态变量和静态方法)
            System.out.println("Outer.i" + i); outer_f1(); } void inner_f2() { // 静态内部类不能访问外部类的非静态成员(包括非静态变量和非静态方法) // System.out.println("Outer.i"+j); // outer_f2();
 } } public void outer_f3() { // 外部类访问内部类的静态成员：内部类.静态成员
 System.out.println(Inner.inner_i); Inner.inner_f1(); // 外部类访问内部类的非静态成员:实例化内部类便可
        Inner inner = new Inner(); inner.inner_f2(); } public static void main(String[] args) { new Outer().outer_f3(); } }

生成一个静态内部类不须要外部类成员：这是静态内部类和成员内部类的区别。静态内部类的对象能够直接生成：Outer.Inner in = new Outer.Inner();而不须要经过生成外部类对象来生成。这样实际上使静态内部类成为了一个顶级类(正常状况下，你不能在接口内部放置任何代码，但嵌套类能够做为接口的一部分，由于它是static 的。只是将嵌套类置于接口的命名空间内，这并不违反接口的规则）

8、匿名内部类：

简单地说：匿名内部类就是没有名字的内部类。什么状况下须要使用匿名内部类？若是知足下面的一些条件，使用匿名内部类是比较合适的：

只用到类的一个实例。
类在定义后立刻用到。
类很是小（SUN推荐是在4行代码如下）
给类命名并不会致使你的代码更容易被理解。

在使用匿名内部类时，要记住如下几个原则：

　　匿名内部类不能有构造方法。
　　匿名内部类不能定义任何静态成员、方法和类。
　　匿名内部类不能是public,protected,private,static。
　　只能建立匿名内部类的一个实例。

一个匿名内部类必定是在new的后面，用其隐含实现一个接口或实现一个类。
　　因匿名内部类为局部内部类，因此局部内部类的全部限制都对其生效。

下面的代码展现的是，若是你的基类须要一个有参数的构造器，应该怎么办：

public class Parcel7 {  public Wrapping wrap(int x) {  // Base constructor call:
 return new Wrapping(x) { // Pass constructor argument.
 public int value() {  return super.value() * 47; } }; // Semicolon required
 }  public static void main(String[] args) { Parcel7 p = new Parcel7(); Wrapping w = p.wrap(10); } }

只需简单地传递合适的参数给基类的构造器便可，这里是将x 传进new Wrapping(x)。在匿名内部类末尾的分号，并非用来标记此内部类结束（C++中是那样）。实际上，它标记的是表达式的结束，只不过这个表达式正巧包含了内部类罢了。所以，这与别的地方使用的分号是一致的。

若是在匿名类中定义成员变量或者使用带参数的构造函数，你一样可以对其执行初始化操做：

public class Parcel8 { // Argument must be final to use inside // anonymous inner class:
    public Destination dest(final String name, String city) { return new Destination(name, city) { private String label = name; public String getName() { return label; } }; } public static void main(String[] args) { Parcel8 p = new Parcel8(); Destination d = p.dest("Tanzania", "gz"); } abstract class Destination { Destination(String name, String city) { System.out.println(city); } abstract String getName(); } }

注意这里的形参city，因为它没有被匿名内部类直接使用，而是被抽象类Inner的构造函数所使用，因此没必要定义为final。

9、内部类的重载问题

　　若是你建立了一个内部类，而后继承其外围类并从新定义此内部类时，会发生什么呢？也就是说，内部类能够被重载吗？这看起来彷佛是个颇有用的点子，可是“重载”内部类就好像它是外围类的一个方法，其实并不起什么做用：

class Egg { private Yolk y; protected class Yolk { public Yolk() { System.out.println("Egg.Yolk()"); } } public Egg() { System.out.println("New Egg()"); y = new Yolk(); } } public class BigEgg extends Egg { public class Yolk { public Yolk() { System.out.println("BigEgg.Yolk()"); } } public static void main(String[] args) { new BigEgg(); }
}

输出结果为：

New Egg()

Egg.Yolk()

缺省的构造器是编译器自动生成的，这里是调用基类的缺省构造器。你可能认为既然建立了BigEgg 的对象，那么所使用的应该是被“重载”过的Yolk，但你能够从输出中看到实际状况并非这样的。

这个例子说明，当你继承了某个外围类的时候，内部类并无发生什么特别神奇的变化。这两个内部类是彻底独立的两个实体，各自在本身的命名空间内。固然，明确地继承某个内部类也是能够的：

class Egg2 { protected class Yolk { public Yolk() { System.out.println("Egg2.Yolk()"); } public void f() { System.out.println("Egg2.Yolk.f()"); } } private Yolk y = new Yolk(); public Egg2() { System.out.println("New Egg2()"); } public void insertYolk(Yolk yy) { y = yy; } public void g() { y.f(); } } public class BigEgg2 extends Egg2 { public class Yolk extends Egg2.Yolk { public Yolk() { System.out.println("BigEgg2.Yolk()"); } public void f() { System.out.println("BigEgg2.Yolk.f()"); } } public BigEgg2() { insertYolk(new Yolk()); } public static void main(String[] args) { Egg2 e2 = new BigEgg2(); e2.g(); } }

输出结果为：

Egg2.Yolk()

New Egg2()

Egg2.Yolk()

BigEgg2.Yolk()

BigEgg2.Yolk.f()

如今BigEgg2.Yolk 经过extends Egg2.Yolk 明确地继承了此内部类，而且重载了其中的方法。Egg2 的insertYolk()方法使得BigEgg2 将它本身的Yolk 对象向上转型，而后传递给引用y。因此当g()调用y.f()时，重载后的新版的f()被执行。第二次调用Egg2.Yolk()是BigEgg2.Yolk 的构造器调用了其基类的构造器。能够看到在调用g()的时候，新版的f()被调用了。

10、内部类的继承问题

　　由于内部类的构造器要用到其外围类对象的引用，因此在你继承一个内部类的时候，事情变得有点复杂。问题在于，那个“秘密的”外围类对象的引用必须被初始化，而在被继承的类中并不存在要联接的缺省对象。要解决这个问题，需使用专门的语法来明确说清它们之间的关联：

class WithInner { class Inner { Inner(){ System.out.println("this is a constructor in WithInner.Inner"); }; } } public class InheritInner extends WithInner.Inner { // ! InheritInner() {} // Won't compile
 InheritInner(WithInner wi) { wi.super(); System.out.println("this is a constructor in InheritInner"); } public static void main(String[] args) { WithInner wi = new WithInner(); InheritInner ii = new InheritInner(wi); } }

输出结果为：

this is a constructor in WithInner.Inner

this is a constructor in InheritInner

能够看到，InheritInner 只继承自内部类，而不是外围类。可是当要生成一个构造器时，缺省的构造器并不算好，并且你不能只是传递一个指向外围类对象的引用。此外，你必须在构造器内使用以下语法：

enclosingClassReference.super();

这样才提供了必要的引用，而后程序才能编译经过。

为何非静态内部类中不能有static修饰的属性，但却能够有常量？

如：

public class InnerClassDemo{ int x; class A{ static  int a = 0;//这样写是不合法的.
        static final int b=0;//这样写是合法的
 } }

定义一个静态的域或者方法，要求在静态环境或者顶层环境，即若是加上 static class A变成静态内部类就ok非静态内部类依赖于一个外部类对象，而静态域/方法是不依赖与对象——仅与类相关（细说了，就是加载静态域时，根本没有外部类对象）所以，非静态内部类中不能定义静态域/方法，编译过不了。

而常量之因此能够（不论有无static），由于java在编译期就肯定全部常量，放到所谓的常量池当中。常量的机制和普通变量不同

为何匿名内部类和局部内部类只能访问final变量

参考：

java内部类总结

【解惑】领略Java内部类的“内部”