java內(nèi)部類的詳細(xì)介紹
今天小編給大家分享的是java內(nèi)部類的詳細(xì)介紹，相信大部分人都不太了解，為了讓大家更加了解，小編給大家總結(jié)了以下內(nèi)容，話不多說(shuō)，一起往下看吧。
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一.內(nèi)部類基礎(chǔ)
在Java中，可以將一個(gè)類定義在另一個(gè)類里面或者一個(gè)方法里面，這樣的類稱為內(nèi)部類。廣泛意義上的內(nèi)部類一般來(lái)說(shuō)包括這四種：成員內(nèi)部類、局部?jī)?nèi)部類、匿名內(nèi)部類和靜態(tài)內(nèi)部類。下面就先來(lái)了解一下這四種內(nèi)部類的用法。
1.成員內(nèi)部類
成員內(nèi)部類是最普通的內(nèi)部類，它的定義為位于另一個(gè)類的內(nèi)部，形如下面的形式：
class Circle {
double radius = 0;
public Circle(double radius) {
this.radius = radius;
}
class Draw { //內(nèi)部類
public void drawSahpe() {
System.out.println("drawshape");
}
}
}這樣看起來(lái)，類Draw像是類Circle的一個(gè)成員，Circle稱為外部類。成員內(nèi)部類可以無(wú)條件訪問(wèn)外部類的所有成員屬性和成員方法（包括private成員和靜態(tài)成員）。
class Circle {
private double radius = 0;
public static int count =1;
public Circle(double radius) {
this.radius = radius;
}
class Draw { //內(nèi)部類
public void drawSahpe() {
System.out.println(radius); //外部類的private成員
System.out.println(count); //外部類的靜態(tài)成員
}
}
}不過(guò)要注意的是，當(dāng)成員內(nèi)部類擁有和外部類同名的成員變量或者方法時(shí)，會(huì)發(fā)生隱藏現(xiàn)象，即默認(rèn)情況下訪問(wèn)的是成員內(nèi)部類的成員。如果要訪問(wèn)外部類的同名成員，需要以下面的形式進(jìn)行訪問(wèn)：
外部類.this.成員變量
外部類.this.成員方法
雖然成員內(nèi)部類可以無(wú)條件地訪問(wèn)外部類的成員，而外部類想訪問(wèn)成員內(nèi)部類的成員卻不是這么隨心所欲了。在外部類中如果要訪問(wèn)成員內(nèi)部類的成員，必須先創(chuàng)建一個(gè)成員內(nèi)部類的對(duì)象，再通過(guò)指向這個(gè)對(duì)象的引用來(lái)訪問(wèn)：
class Circle {
private double radius = 0;
public Circle(double radius) {
this.radius = radius;
getDrawInstance().drawSahpe(); //必須先創(chuàng)建成員內(nèi)部類的對(duì)象，再進(jìn)行訪問(wèn)
}
private Draw getDrawInstance() {
return new Draw();
}
class Draw { //內(nèi)部類
public void drawSahpe() {
System.out.println(radius); //外部類的private成員
}
}
}成員內(nèi)部類是依附外部類而存在的，也就是說(shuō)，如果要?jiǎng)?chuàng)建成員內(nèi)部類的對(duì)象，前提是必須存在一個(gè)外部類的對(duì)象。創(chuàng)建成員內(nèi)部類對(duì)象的一般方式如下：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//第一種方式：
Outter outter = new Outter();
Outter.Inner inner = outter.new Inner(); //必須通過(guò)Outter對(duì)象來(lái)創(chuàng)建
//第二種方式：
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() {
}
}
}內(nèi)部類可以擁有private訪問(wèn)權(quán)限、protected訪問(wèn)權(quán)限、public訪問(wèn)權(quán)限及包訪問(wèn)權(quán)限。比如上面的例子，如果成員內(nèi)部類Inner用private修飾，則只能在外部類的內(nèi)部訪問(wèn)，如果用public修飾，則任何地方都能訪問(wèn)；
如果用protected修飾，則只能在同一個(gè)包下或者繼承外部類的情況下訪問(wèn)；如果是默認(rèn)訪問(wèn)權(quán)限，則只能在同一個(gè)包下訪問(wèn)。這一點(diǎn)和外部類有一點(diǎn)不一樣，外部類只能被public和包訪問(wèn)兩種權(quán)限修飾。
2.局部?jī)?nèi)部類
局部?jī)?nèi)部類是定義在一個(gè)方法或者一個(gè)作用域里面的類，它和成員內(nèi)部類的區(qū)別在于局部?jī)?nèi)部類的訪問(wèn)僅限于方法內(nèi)或者該作用域內(nèi)。
class People{
public People() {
}
}
class Man{
public Man(){
}
public People getWoman(){
class Woman extends People{ //局部?jī)?nèi)部類
int age =0;
}
return new Woman();
}
}注意，局部?jī)?nèi)部類就像是方法里面的一個(gè)局部變量一樣，是不能有public、protected、private以及static修飾符的。
3.匿名內(nèi)部類
匿名內(nèi)部類應(yīng)該是平時(shí)我們編寫代碼時(shí)用得最多的，在編寫事件監(jiān)聽(tīng)的代碼時(shí)使用匿名內(nèi)部類不但方便，而且使代碼更加容易維護(hù)。下面這段代碼是一段Android事件監(jiān)聽(tīng)代碼：
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
}
});這段代碼為兩個(gè)按鈕設(shè)置監(jiān)聽(tīng)器，這里面就使用了匿名內(nèi)部類。這段代碼中的：
new OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
// TODO Auto-generated method stub
}
}就是匿名內(nèi)部類的使用。代碼中需要給按鈕設(shè)置監(jiān)聽(tīng)器對(duì)象，使用匿名內(nèi)部類能夠在實(shí)現(xiàn)父類或者接口中的方法情況下同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的對(duì)象，但是前提是這個(gè)父類或者接口必須先存在才能這樣使用。當(dāng)然像下面這種寫法也是可以的，跟上面使用匿名內(nèi)部類達(dá)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
}
}這種寫法雖然能達(dá)到一樣的效果，但是既冗長(zhǎng)又難以維護(hù)，所以一般使用匿名內(nèi)部類的方法來(lái)編寫事件監(jiān)聽(tīng)代碼。同樣的，匿名內(nèi)部類也是不能有訪問(wèn)修飾符和static修飾符的。
匿名內(nèi)部類是唯一一種沒(méi)有構(gòu)造器的類。正因?yàn)槠錄](méi)有構(gòu)造器，所以匿名內(nèi)部類的使用范圍非常有限，大部分匿名內(nèi)部類用于接口回調(diào)。匿名內(nèi)部類在編譯的時(shí)候由系統(tǒng)自動(dòng)起名為Outter$1.class。
一般來(lái)說(shuō)，匿名內(nèi)部類用于繼承其他類或是實(shí)現(xiàn)接口，并不需要增加額外的方法，只是對(duì)繼承方法的實(shí)現(xiàn)或是重寫。
4.靜態(tài)內(nèi)部類
靜態(tài)內(nèi)部類也是定義在另一個(gè)類里面的類，只不過(guò)在類的前面多了一個(gè)關(guān)鍵字static。靜態(tài)內(nèi)部類是不需要依賴于外部類的，這點(diǎn)和類的靜態(tài)成員屬性有點(diǎn)類似，并且它不能使用外部類的非static成員變量或者方法，這點(diǎn)很好理解，因?yàn)樵跊](méi)有外部類的對(duì)象的情況下，可以創(chuàng)建靜態(tài)內(nèi)部類的對(duì)象，如果允許訪問(wèn)外部類的非static成員就會(huì)產(chǎn)生矛盾，因?yàn)橥獠款惖姆莝tatic成員必須依附于具體的對(duì)象。
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Outter.Inner inner = new Outter.Inner();
}
}
class Outter {
public Outter() {
}
static class Inner {
public Inner() {
}
}
}
二.深入理解內(nèi)部類
1.為什么成員內(nèi)部類可以無(wú)條件訪問(wèn)外部類的成員？
在此之前，我們已經(jīng)討論過(guò)了成員內(nèi)部類可以無(wú)條件訪問(wèn)外部類的成員，那具體究竟是如何實(shí)現(xiàn)的呢？下面通過(guò)反編譯字節(jié)碼文件看看究竟。事實(shí)上，編譯器在進(jìn)行編譯的時(shí)候，會(huì)將成員內(nèi)部類單獨(dú)編譯成一個(gè)字節(jié)碼文件，下面是Outter.java的代碼：
public class Outter {
private Inner inner = null;
public Outter() {
}
public Inner getInnerInstance() {
if(inner == null)
inner = new Inner();
return inner;
}
protected class Inner {
public Inner() {
}
}
}編譯之后，出現(xiàn)了兩個(gè)字節(jié)碼文件，反編譯Outter$Inner.class文件得到下面信息：
E:\Workspace\Test\bin\com\cxh\test2>javap -v Outter$Inner Compiled from "Outter.java" public class com.cxh.test2.Outter$Inner extends java.lang.Object SourceFile: "Outter.java" InnerClass: #24= #1 of #22; //Inner=class com/cxh/test2/Outter$Inner of class com/cxh/tes t2/Outter minor version: 0 major version: 50 Constant pool: const #1 = class #2; // com/cxh/test2/Outter$Inner const #2 = Asciz com/cxh/test2/Outter$Inner; const #3 = class #4; // java/lang/Object const #4 = Asciz java/lang/Object; const #5 = Asciz this$0; const #6 = Asciz Lcom/cxh/test2/Outter;; const #7 = Asciz; const #8 = Asciz (Lcom/cxh/test2/Outter;)V; const #9 = Asciz Code; const #10 = Field #1.#11; // com/cxh/test2/Outter$Inner.this$0:Lcom/cxh/t est2/Outter; const #11 = NameAndType #5:#6;// this$0:Lcom/cxh/test2/Outter; const #12 = Method #3.#13; // java/lang/Object." ":()V const #13 = NameAndType #7:#14;// " ":()V const #14 = Asciz ()V; const #15 = Asciz LineNumberTable; const #16 = Asciz LocalVariableTable; const #17 = Asciz this; const #18 = Asciz Lcom/cxh/test2/Outter$Inner;; const #19 = Asciz SourceFile; const #20 = Asciz Outter.java; const #21 = Asciz InnerClasses; const #22 = class #23; // com/cxh/test2/Outter const #23 = Asciz com/cxh/test2/Outter; const #24 = Asciz Inner; { final com.cxh.test2.Outter this$0; public com.cxh.test2.Outter$Inner(com.cxh.test2.Outter); Code: Stack=2, Locals=2, Args_size=2 0: aload_0 1: aload_1 2: putfield #10; //Field this$0:Lcom/cxh/test2/Outter; 5: aload_0 6: invokespecial #12; //Method java/lang/Object." ":()V 9: return LineNumberTable: line 16: 0 line 18: 9 LocalVariableTable: Start Length Slot Name Signature 0 10 0 this Lcom/cxh/test2/Outter$Inner; }
第11行到35行是常量池的內(nèi)容，下面逐一第38行的內(nèi)容：
final com.cxh.test2.Outter this$0;
這行是一個(gè)指向外部類對(duì)象的指針，看到這里想必大家豁然開(kāi)朗了。也就是說(shuō)編譯器會(huì)默認(rèn)為成員內(nèi)部類添加了一個(gè)指向外部類對(duì)象的引用，那么這個(gè)引用是如何賦初值的呢？下面接著看內(nèi)部類的構(gòu)造器：
public com.cxh.test2.Outter$Inner(com.cxh.test2.Outter);
從這里可以看出，雖然我們?cè)诙x的內(nèi)部類的構(gòu)造器是無(wú)參構(gòu)造器，編譯器還是會(huì)默認(rèn)添加一個(gè)參數(shù)，該參數(shù)的類型為指向外部類對(duì)象的一個(gè)引用，所以成員內(nèi)部類中的Outter this&0 指針便指向了外部類對(duì)象，因此可以在成員內(nèi)部類中隨意訪問(wèn)外部類的成員。
從這里也間接說(shuō)明了成員內(nèi)部類是依賴于外部類的，如果沒(méi)有創(chuàng)建外部類的對(duì)象，則無(wú)法對(duì)Outter this&0引用進(jìn)行初始化賦值，也就無(wú)法創(chuàng)建成員內(nèi)部類的對(duì)象了。
2.為什么局部?jī)?nèi)部類和匿名內(nèi)部類只能訪問(wèn)局部final變量？
想必這個(gè)問(wèn)題也曾經(jīng)困擾過(guò)很多人，在討論這個(gè)問(wèn)題之前，先看下面這段代碼：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
}
public void test(final int b) {
final int a = 10;
new Thread(){
public void run() {
System.out.println(a);
System.out.println(b);
};
}.start();
}
}這段代碼會(huì)被編譯成兩個(gè)class文件：Test.class和Test1.class。默認(rèn)情況下，編譯器會(huì)為匿名內(nèi)部類和局部?jī)?nèi)部類起名為Outter1.class。默認(rèn)情況下，編譯器會(huì)為匿名內(nèi)部類和局部?jī)?nèi)部類起名為Outterx.class（x為正整數(shù)）。
根據(jù)上圖可知，test方法中的匿名內(nèi)部類的名字被起為 Test$1。
上段代碼中，如果把變量a和b前面的任一個(gè)final去掉，這段代碼都編譯不過(guò)。我們先考慮這樣一個(gè)問(wèn)題：
當(dāng)test方法執(zhí)行完畢之后，變量a的生命周期就結(jié)束了，而此時(shí)Thread對(duì)象的生命周期很可能還沒(méi)有結(jié)束，那么在Thread的run方法中繼續(xù)訪問(wèn)變量a就變成不可能了，但是又要實(shí)現(xiàn)這樣的效果，怎么辦呢？Java采用了 復(fù)制 的手段來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。將這段代碼的字節(jié)碼反編譯可以得到下面的內(nèi)容：
我們看到在run方法中有一條指令：
bipush 10
這條指令表示將操作數(shù)10壓棧，表示使用的是一個(gè)本地局部變量。這個(gè)過(guò)程是在編譯期間由編譯器默認(rèn)進(jìn)行，如果這個(gè)變量的值在編譯期間可以確定，則編譯器默認(rèn)會(huì)在匿名內(nèi)部類（局部?jī)?nèi)部類）的常量池中添加一個(gè)內(nèi)容相等的字面量或直接將相應(yīng)的字節(jié)碼嵌入到執(zhí)行字節(jié)碼中。這樣一來(lái)，匿名內(nèi)部類使用的變量是另一個(gè)局部變量，只不過(guò)值和方法中局部變量的值相等，因此和方法中的局部變量完全獨(dú)立開(kāi)。
下面再看一個(gè)例子：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
}
public void test(final int a) {
new Thread(){
public void run() {
System.out.println(a);
};
}.start();
}
}反編譯得到：
我們看到匿名內(nèi)部類Test$1的構(gòu)造器含有兩個(gè)參數(shù)，一個(gè)是指向外部類對(duì)象的引用，一個(gè)是int型變量，很顯然，這里是將變量test方法中的形參a以參數(shù)的形式傳進(jìn)來(lái)對(duì)匿名內(nèi)部類中的拷貝（變量a的拷貝）進(jìn)行賦值初始化。
也就說(shuō)如果局部變量的值在編譯期間就可以確定，則直接在匿名內(nèi)部里面創(chuàng)建一個(gè)拷貝。如果局部變量的值無(wú)法在編譯期間確定，則通過(guò)構(gòu)造器傳參的方式來(lái)對(duì)拷貝進(jìn)行初始化賦值。
從上面可以看出，在run方法中訪問(wèn)的變量a根本就不是test方法中的局部變量a。這樣一來(lái)就解決了前面所說(shuō)的 生命周期不一致的問(wèn)題。
但是新的問(wèn)題又來(lái)了，既然在run方法中訪問(wèn)的變量a和test方法中的變量a不是同一個(gè)變量，當(dāng)在run方法中改變變量a的值的話，會(huì)出現(xiàn)什么情況？
對(duì)，會(huì)造成數(shù)據(jù)不一致性，這樣就達(dá)不到原本的意圖和要求。為了解決這個(gè)問(wèn)題，java編譯器就限定必須將變量a限制為final變量，不允許對(duì)變量a進(jìn)行更改（對(duì)于引用類型的變量，是不允許指向新的對(duì)象），這樣數(shù)據(jù)不一致性的問(wèn)題就得以解決了。
到這里，想必大家應(yīng)該清楚為何 方法中的局部變量和形參都必須用final進(jìn)行限定了。
3.靜態(tài)內(nèi)部類有特殊的地方嗎？
從前面可以知道，靜態(tài)內(nèi)部類是不依賴于外部類的，也就說(shuō)可以在不創(chuàng)建外部類對(duì)象的情況下創(chuàng)建內(nèi)部類的對(duì)象。另外，靜態(tài)內(nèi)部類是不持有指向外部類對(duì)象的引用的，這個(gè)讀者可以自己嘗試反編譯class文件看一下就知道了，是沒(méi)有Outter this&0引用的。
三.內(nèi)部類的使用場(chǎng)景和好處
為什么在Java中需要內(nèi)部類？總結(jié)一下主要有以下四點(diǎn)：
1.每個(gè)內(nèi)部類都能獨(dú)立的繼承一個(gè)接口的實(shí)現(xiàn)，所以無(wú)論外部類是否已經(jīng)繼承了某個(gè)(接口的)實(shí)現(xiàn)，對(duì)于內(nèi)部類都沒(méi)有影響。內(nèi)部類使得多繼承的解決方案變得完整，
2.方便將存在一定邏輯關(guān)系的類組織在一起，又可以對(duì)外界隱藏。
3.方便編寫事件驅(qū)動(dòng)程序
4.方便編寫線程代碼
四.常見(jiàn)的與內(nèi)部類相關(guān)的筆試面試題
1.根據(jù)注釋填寫(1)，(2)，(3)處的代碼
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;
}
}從前面可知，對(duì)于成員內(nèi)部類，必須先產(chǎn)生外部類的實(shí)例化對(duì)象，才能產(chǎn)生內(nèi)部類的實(shí)例化對(duì)象。而靜態(tài)內(nèi)部類不用產(chǎn)生外部類的實(shí)例化對(duì)象即可產(chǎn)生內(nèi)部類的實(shí)例化對(duì)象。
創(chuàng)建靜態(tài)內(nèi)部類對(duì)象的一般形式為： 外部類類名.內(nèi)部類類名 xxx = new 外部類類名.內(nèi)部類類名()
創(chuàng)建成員內(nèi)部類對(duì)象的一般形式為： 外部類類名.內(nèi)部類類名 xxx = 外部類對(duì)象名.new 內(nèi)部類類名()
因此，（1），（2），（3）處的代碼分別為：
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.下面這段代碼的輸出結(jié)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("局部變量：" + a);
System.out.println("內(nèi)部類變量：" + this.a);
System.out.println("外部類變量：" + Outter.this.a);
}
}
}3
2
1
最后補(bǔ)充一點(diǎn)知識(shí)：關(guān)于成員內(nèi)部類的繼承問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，內(nèi)部類是很少用來(lái)作為繼承用的。但是當(dāng)用來(lái)繼承的話，要注意兩點(diǎn)：
1）成員內(nèi)部類的引用方式必須為 Outter.Inner.
2）構(gòu)造器中必須有指向外部類對(duì)象的引用，并通過(guò)這個(gè)引用調(diào)用super()。
class WithInner {
class Inner{
}
}
class InheritInner extends WithInner.Inner {
// InheritInner() 是不能通過(guò)編譯的，一定要加上形參
InheritInner(WithInner wi) {
wi.super(); //必須有這句調(diào)用
}
public static void main(String[] args) {
WithInner wi = new WithInner();
InheritInner obj = new InheritInner(wi);
}
}看完上述內(nèi)容，你們對(duì)java內(nèi)部類有進(jìn)一步的了解嗎？如果還想了解更多相關(guān)內(nèi)容，歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道，感謝各位的閱讀。
本文題目：java內(nèi)部類的詳細(xì)介紹
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