Java中为什么要使用内部类

一、前言

关于Java的内部类,要说的东西实在太多,这篇博文中也无法一一具体说到,所以就挑些重点的讲。关于内部类的使用,你可能会疑问,为什么我们要使用内部类?为了回答这个问题,你需要知道一些关于内部类的重点。所以本篇文章首先介绍了一些关于内部类的一些与众不同的地方,后面再解答为什么我们要使用内部类这个问题。各位看官,文章稍微有点长,深吸一口气。来,我们开始吧!

二、内部类定义

内部类定义非常简单,就是把一个类的定义放在另外一个外围类定义的里面。如下面代码所示:

class OutterClass {
	class InnerClass {	
	}
}

你可能会想,内部类和组合有什么区别?就这么简单把内部类的定义放在外部类里面,能惹出多少事儿来?诶,你还别说,还真有不少的事儿。

三、内部类惹出来的那些事儿

1.    内部类能访问外围类的所有成员,包括私有成员。

当生成一个内部类对象时,此对象与制造它的外围类对象之间就有了一种联系,所以它能访问其外围类对象的所有成员,而不需要任何特殊的条件。如下面代码所示:

class OutterClass {
	private int i = 1;
	class InnerClass {
		public void displayPrivate() {
			System.out.println(i);
		}
	}
}

public class MainClass{
	public static void main(String[] args) {
		OutterClass outter =  new OutterClass();
		OutterClass.InnerClass inner = outter.new InnerClass();
		inner.displayPrivate();
	}
}

由上面的代码可以看出,内部类能够访问外部类的私有成员变量。在这段代码中,还需要注意的是

①生成内部类对象,必须要先有外围类对象,具体的做法请见代码;

②内部类能访问外围类的私有成员这一点,C++中的嵌套类是没有这个特性的。

2.  内部类与static

①内部类不能含有static方法;

②内部类不能含有static数据成员,除非是static final;

③内部类可以继承含有static成员的类。

3.  匿名内部类

匿名内部类,看起来非常奇怪。因为它太简洁了,但这也带来一个好处,用匿名内部类写出来的代码通常比较简洁啦!见下面代码(左):

4. 内部类允许继承多个非接口类型

分析左边的代码,可以看出这个语法非常的奇怪。但是仔细想想,也比较容易理解。语法的核心就是return new () {匿名类定义},这个匿名类是AnonymouysBase的子类,然后向上转型为AnonymouysBase类。其实左边代码是右边代码的简化,大家可以对照看一下。所以呢,匿名内部类,可以简化代码。关于匿名内部类还需要注意:

①匿名内部类所使用的参数必须是final;

②匿名内部类因为没有名字,所以不可能有构造函数,只能通过实例初始化来达到一个构造器的效果。

众所周知,java和c++中其中一个不同的地方在于,java是没有多重继承的。可是在某些时候,我们的确还是需要多重继承的,为此java中提出了“接口”的概念。一个类可以实现多个接口,这就解决了多重继承问题吗?我们仔细想想,其实接口只部分解决了多重继承的问题。而每一个内部类都能独立地继承自一个接口或者类,所以无论外围类是否继承了某个接口或者类,对内部类都没有影响。所以内部类和接口双剑合璧,给出了java中多重继承的完美替代方案。见下面代码:

class D {}
abstract class E {}

class Z extends D {
  E makeE() { return new E() {}; }
}

public class MultiImplementation {
  static void takesD(D d) {}
  static void takesE(E e) {}
  public static void main(String[] args) {
    Z z = new Z();
    takesD(z);
    takesE(z.makeE());
  }
} ///:~

5.内部类继承

因为内部类的构造器必须链接到指向外围类对象的引用。所以,当一个类需要继承内部类时,那个神秘的链接到外部类的引用也必须要得到初始化。见代码:

class WithInner {
  class Inner {}
}

public class InheritInner extends WithInner.Inner {
  //! InheritInner() {} // Won't compile
  InheritInner(WithInner wi) {
    wi.super();
  }
  public static void main(String[] args) {
    WithInner wi = new WithInner();
    InheritInner ii = new InheritInner(wi);
  }
}

如上面代码所示,InheritInner继承内部类,为了能够使得指向外部类的那个神秘的引用能够得到初始化,需要将外部类的引用作为参数传进内部类的构造函数,并且在内部类的构造函数中代用外部类的super()函数。

6. 内部类不能被覆盖

有一个外围类,含有一个内部类。当有另外一个类去继承这个外围类,并且去覆盖这个内部类。真的能覆盖吗?见下面代码:

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();
  }
} /* Output:
New Egg()
Egg.Yolk()
*///:~

由程序的输出结果可以看到,Egg和它的派生类BigEgg中的内部类Yolk其实是独立的,它们分布在不同的空间。

7. 内部类VS嵌套类

Java中的嵌套类是指:将内部类声明为static,那么这个内部类就变成了一个嵌套类。因此,相对于内部类来说,嵌套类两个显著的同点在于:

要创建嵌套类的对象,并不需要其外围类的对象,所以内部类中那个指向外围类的神秘的引用在嵌套类中就消失了;

‚不能从嵌套类的对象,访问其外围类的非static成员;

ƒ嵌套类中可以包括static成员或方法。

Java中的嵌套类和c++中的嵌套类,实际上还是有一点不一样的。C++中的嵌套类不能访问外围类的私有成员,但是java中嵌套类可以访问其外围类中static的私有成员。见代码:

class OutterClass {
	static class AnotherLevel {
	   public static void f() {System.out.println("test");}
	}
}

public class MainClass {
	public static void main(String[] args) {
		OutterClass.AnotherLevel.f();
	}
} ///:~

8.为什么要使用 内部类?

介绍完java中的内部类,现在我们再回过头来总结一下,为什么要使用内部类?楼主也只能凭着楼主

的理解进行一下总结:

①内部类提供进入其外围类的绿色通道;

‚②一般来说,内部类继承自某个类或实现某个接口,和接口一起实现java中多重继承;

③private内部类给类的设计者提供了一种途径,通过这种方式可以完全阻止任何依赖于类型的编码,并且完全隐藏了实现的细节;

④ƒ匿名内部类可以使得代码更加地灵活。

四、后记

关于java中的内部类,就先介绍这么多了。为了避免文章篇幅过长,也只是挑了点重点进行梳理,一些细节上的东西就没怎么讲了。如有不足之处,欢迎批评指正,谢谢。

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