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拉勾教育Java内部类详解
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内部类
一个定义在另一个类中的类,叫作内部类  拉勾IT课程小编为大家分解
1. 概述
内部类允许你把一些逻辑相关的类组织在一起,并控制位于内部的类的可见性,这么看来,内部类就像是一种代码隐藏机制:将类置于其他类的内部,从而隐藏名字与组织代码的模式。
2. 创建内部类
创建内部类的方式就如同你想的一样,把类的定义置于外部类里面
public class Outer {
    
    // 其他一些成员声明
    ...
    
    public class Inner {
        // 其他一些成员声明
        ...
    }
}
3. 链接外部类
内部类与其外部类之间存在一种联系,通过这个联系可以访问外部类的所有成员,而不需要任何特殊条件,可以这么说,内部类拥有其外部类的所有元素的访问权。
这是如何做到的呢?当某个外部类的对象创建一个内部类对象时,该内部类对象会秘密地捕获一个指向外部类对象的引用。在你访问外部类成员时,可以通过这个引用选择外部类的成员。所有这些实现的细节由编译器帮忙处理,大多数时候都无需程序员关心。
4. 使用 .this 和 .new
如果你需要生成对外部类对象的引用,可以使用外部类的名字后面紧跟圆点和 this
public class Outer {
    
    public class Inner {
        public Outer getOuter() {
            return Outer.this;
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Outer outer = new Outer();
        Outer outer2 = outer.getOuter();
    }
}
如果你想创建某个内部类对象,必须在 new 表达式中提供其外部类的引用,这时需要使用 .new 语法
public class Outer {
    
    public class Inner {}
    
    public static void main(String[] args) {
        Outer outer = new Outer();
        Outer.Inner inner = outer.new Inner();
    }
}
如果从外部类的非静态方法之外的位置创建某个内部类对象,要具体指明这个内部类对象的类型:OuterClassName.InnerClassName(在外部类的静态方法中也可以直接指明类型 InnerClassName)
5. 向上转型
当将内部类向上转型为其基类(接口),可以很方便地隐藏实现细节,因为外界所得到的只是指向基类或接口的引用。
// 这是一个接口
public interface Content {...}

class Outer {
    // 注意这里将访问修饰符设为 private
    private class PContent implements Content {
        ...
    }
    public Content getContent() {
        return new PContent();
    }
}
在 Outer 类中,内部类 PContent 是私有的,除了 Outer 外没有人可以访问。这意味着,客户端程序员如果想了解这些内部类成员,那是要受限制的。客户端程序员无法访问任何新增的、不属于公共接口的方法,也不能向下转型,因为不能访问其名字。
6. 多重嵌套内部类
无论一个内部类被嵌套多少层,它都能透明地访问所有它所嵌入的外部类的所有成员
class MNA {
    private void f() {}
    class A {
        private void g(){}
        public class B {
            void h() {
                g();
                f();
            }
        }
    }
}

public class TestClass {
    public static void main(String[] args) {
        MNA mna = new MNA();
        MNA.A mnaa = mna.new A();
        MNA.A.B mnaab = mnaa.new B();
        mnaab.h();
    }
}


成员内部类
成员内部类是最普通的内部类,它和外部类的成员变量一样,定义在类的内部,可以声明访问修饰符。成员内部类有如下特性:
• 不可以定义静态成员和方法,因为内部类是外部类的一个成员,只有当外部类初始化时,内部类才能初始化,静态变量属于类级别,在类加载的时候就初始化,所以两者本身在语法上就有矛盾。但可以定义常量。
• 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)。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:OuterClassName.this.innerClassMember


局部内部类
在方法的作用域内(而不是在其他类的作用域内)创建一个完整的类,这个类被称作局部内部类。由于是定义在方法内,所以不能声明访问修饰符,作用范围仅在声明类的代码块中,但这并不意味着一旦方法作用域执行完毕,局部内部类就不可用了。局部内部类有如下特性:
• 局部内部类同样不可以定义静态成员和方法
• 可以无条件访问外部类的所有成员属性和成员方法,但不能访问方法体内的局部变量,除非定义为 final 常量(仔细想想就知道了,内部类是依靠对外部类的引用进行访问的)
public class Outer {
    
    public Outer method() {
        class Inner {
            ...
        } 
    }
}


匿名内部类
只用一次的没有名字的类,具体看下面的例子:
public class Outer {
    
    public Content method() {
        return new Content() {
            private int i = 11;
            
            @Override
            public int getValue() {
                return i
            }
        }
    }
}
这种奇怪的语法指的是:创建一个继承自 Content 的匿名类的对象。通过 new 表达式返回的这个引用被自动向上转型为 Content 的引用。上述匿名内部类是下述形式的一种简化形式,也就是说,匿名内部类可以看作对成员内部类或局部内部类的一种简写:
public class Outer {
    
    class MyContent implements Content {
        private int i = 11;
            
        @Override
        public int getValue() {
            return i
        }
    }
    
    public Content method() {
        return new MyContent();
    }
}
匿名内部类没有构造器(因为它根本没有名字),如果我们希望为匿名内部类做一些初始化操作,那该怎么办呢?如果该匿名内部类的基类构造器有参数,则可以直接使用,但编译器会要求其参数引用是 final(即使你不加,Java8 也会为我们自动加上 final)。或者通过代码块,模仿构造器的行为来实现初始化。
public class Outer {
    
    public Content method() {
        return new Content(final int a, final int b) {
            private int i = a;
            private int j;
            {
                j = b;
            }
        }
    }
}


静态内部类
如果不需要内部类对象与其外部类对象之间有联系,可以将内部类声明为 static。既然静态内部类不需要与外部类有联系,那么也就没有指向外部类的 this 引用,更像一个独立的类,这意味着:
• 要创建静态内部类的对象,并不需要其外部类的对象
• 不能访问非静态的外部类对象,只能访问外部类中的 static 所修饰的成员变量或者是方法
public class Outer {
    public static class Inner {
        private String label;
        public String method1() {
            ...
        }
        static int x = 10;
        public static void method2() {
            ...
        }
    }
}
静态内部类可以作为接口的一部分,因为你放到接口中的任何类都自动是 public 和 static 的,甚至可以在内部类中实现其外部类接口。
public interface ClassInterface {
    void method1();
    class InnerClass implements ClassInterface {
        @Override
        public void method1() {
            ...
        }
    }
}


为什么需要内部类?
内部类的第一个用途就是可以操作创建它的外部类的对象,典型的例子就是集合中常使用的迭代器 iterator。这只是其中之一,使用内部类最吸引人的原因莫过于:
每个内部类都能独立地继承自某个类或实现某个接口,无论外部类是否继承了某个类或实现某个接口
基于这个特性,使得多重继承成为可能,我们可以让多个内部类以不同的方式实现不同的接口,或继承不同的类。下面这个例子使用了匿名内部类,可能你们已经习以为常,但别忘了匿名内部类其实就是内部类的一种简写形式。
class D {}

abstract class E {}

class Z extend D {
    E getE() {
        return new E() {};
    }
}

public class TestClass {
    static void setD(D d){}
    static void setE(E e){}
    
    public static void main(String[] args) {
        Z z = new Z();
        setD(z);
        setE(z.getE);
    }
}
另外,内部类也是实现回调的绝佳选择。通过内部类可以实现一个闭包,所谓闭包就是一个可调用的对象,它记录了一些信息。在需要提供闭包来实现回调时,我们可以采用匿名内部类的方式。


继承内部类
因为内部类的构造器必须连接到其外部类对象的引用,所以在继承内部类时,那个指向外部类对象的引用必须被初始化,而在派生类中又不再存在这个引用了。要解决这个问题,必须使用特殊的语法来明确说清它们之间的关系。
class WithInner {
    class Inner {}
}

public class InheritInner extends WithInner.Inner {
    InheritInner(WithInner wi) {
        wi.super();
    }
    public static void main(String[] args) {
WithInner wi = new WithInner();
        InheritInner li = new InheritInner(wi);
    }
}
构造器要传递一个指向外部类对象的引用,此外,还必须显式地调用基类构造器。
内部类可以被覆盖吗?答案是不能。如果创建一个内部类,然后继承其外部类并重新定义此内部类,并不会覆盖该内部类。两个内部类是完全独立的,各自在自己的命名空间。


内部类标识符
每个类编译后都会产生一个 .class 文件,内部类也会生成一个 .class 文件,但其命名有严格的规则:外部类的名字 + $ + 内部类的名字,例如 OuterClass.java 生成的 .class 文件包括:
OuterClass.class
OuterClass$InnerClass.class
如果内部类是匿名的,编译器会简单地生成一个数字作为其标识符。如果内部类嵌套在别的内部类之中,只需直接将它们的名字在外部类标识符与 $ 的后面。
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