Java面向对象之内部类—inner class

Java面向对象之内部类—inner class

内部类

Java 类中的可以定义的成员有:字段、方法、内部类,内部类是定义在类结构中的另一个类,因为定义在类的内部,故称为内部类。

public class OuterClass {    
    ......            
    public class InnerClass {        
        ......    
    }

}

在上述的代码示例中,就可以将InnerClass称之为OuterClass的内部类。

为什么使用内部类:

  1. 增强面向对象的封装,可以把一些不想对外的实现细节封装在内部类中,从而隐藏在外部类之内,限制了其他对象的直接访问。
  2. 内部类能提高代码的可读性和可维护性。
  3. 内部类可以直接访问外部类的成员。

LinkedList 中的内部类实现

Java中的LinkedList的源码中,使用一个内部类Node来封装链表列表中的每一个节点,在节点中存储了当前节点的值,上一个节点,下一个节点这些信息;而这些信息是不能外部对象直接读取和使用的,因此,使用内部类封装隐藏是一个不错的选择。

内部类的分类:内部类根据使用的修饰符的不同,或者定义的位置的不同,分成四种类型;

  1. 实例内部类:内部类没有使用static修饰,也就是非静态内部类,定义在类中,方法之外;
  2. 静态内部类:内部类使用了static修饰,定义在类中,方法之外,并且使用static修饰;
  3. 局部内部类:在方法中定义的内部类;
  4. 匿名内部类:匿名内部类属于局部内部类的特殊情况,适合于仅使用一次使用的类;

对于每个内部类来说,经过JVM编译后都会生成独立的.class字节码文件,因为JVM会为每一个类产生各自的字节码文件。

  • 成员内部类:外部类名$内部类名字
  • 局部内部类:外部类名$数字内部类名称
  • 匿名内部类:外部类名$数字

几种内部类的区别与联系

内部类其实就是外部类的一个成员,跟字段、方法一样的存在,那么内部类可以使用访问控制修饰符:public/缺省/protected/private和static修饰符修饰。

实例内部类

实例内部类:没有使用static修饰的内部类,实例内部类属于外部类的对象,不属于外部类本身;可以通过外部类对象来访问。其特点是:

1.在实例化内部类之前,必须存在外部类对象,因为要通过外部类对象创建内部类对象,所以存在内部类对象时,一定存在外部类对象;

OutterClass.InnerClass in = new OutterClass().new InnerClass();

2.实例内部类的实例自动持有外部类的实例的引用,所以内部类可以直接访问外部类成员;

3.外部类中不能直接访问内部类的成员,必须通过内部类的实例去访问;

4.实例内部类中不能定义静态成员,只能定义实例成员(非静态成员);

5.如果实例内部类和外部类存在同名的字段或方法abc,那么在内部类中:

  • this.abc:表示访问内部类成员;
  • 外部类.this.abc:表示访问外部类成员;

实例内部类代码案例如下:

public class OuterClass {    
    // 外部类成员    
    String name = "Outer.name";        
    public void printInnterName() {        
        // 访问内部类成员        
        System.out.println(this.new InnerClass().name);    
    }            
    
    public class InnerClass {        
        
        String name = "InnerClass.name";
        public void printName() {            
            String name = "name";    
            System.out.println(name);
            System.out.println(this.name);        
            System.out.println(OuterClass.this.name);            }    
    }
    
}

静态内部类

静态内部类:使用static修饰的内部类,这点有别于实例内部类,需要特别注意。其特点是:

1.静态内部类的实例不会自动持有外部类的特定实例的引用,因此在创建内部类的实例时,不必创建外部类的实例。

OutterClass.InnerClass in = new OutterClass.InnerClass();

2.静态内部类可以直接访问外部类的静态成员,如果要访问外部类的实例成员,还是必须通过外部类的实例去访问。

3.在静态内部类中可以同时定义静态成员和实例成员。

4.外部类可以通过完整的类名直接访问静态内部类的静态成员。

静态内部类代码案例如下:

public class OuterClass {    
    // 外部类成员    
    String name = "Outer.name";    
    // 外部类静态成员    
    static String name2 = "Outer.name2";
    public static class InnerClass {                
        public void printName() {
            System.out.println(name2);
            System.out.println(new OuterClass().name);            }    
    }

}

局部内部类

局部内部类:在方法中定义的内部类,其作用域范围和当前方法及其当前方法的局部变量是同一个级别。不过局部内部类使用的较少,在开发中也不推荐使用。

  1. 不能使用public、private、protected、static等这些修饰符;
  2. 局部内部类只能在当前方法中使用,作用域范围仅限于当前的方法中;
  3. 局部内部类和实例内部类一样,不能拥有静态成员,但都可以访问外部类的所有成员;
  4. 局部内部类访问的局部变量必须使用final修饰,在Java8中是自动隐式加上final,但是依然是常量,值不能被改变;

为什么不推荐使用局部内部类?因为如果当前方法不是main方法,那么当前方法调用完毕之后,当前方法的栈帧会被销毁,方法内部的局部变量的空间也会全部销毁。

然而局部内部类是定义在方法中的,在方法中会创建局部内部类对象,局部内部类对象会去访问局部变量;如果当前方法被销毁,局部内部类对象还在堆内存中,依然持有对局部变量的引用,但是方法被销毁的时候方法中的局部变量却被销毁了。

此时就会出现:在堆内存中,一个对象引用着一个不存在的变量,为了避免该问题,可以使用final修饰局部变量,从而变成常量,使之永驻内存空间,这样即使方法被销毁了,该局部变量也继续存在在内存中,对象可以继续持有。

局部内部类代码案例如下:

public class LocalInnerClass {    
    // 外部类静态成员    
    static String name = "name";
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("局部内部类");
        final String info = "info";                
        class InnerClass {                        
            String nick = "nick";    
            System.out.println(name);    
            System.out.println(info);    
            System.out.println(nick);                
        }        
        
        new InnerClass().test();    
    }
        
}

匿名内部类

匿名内部类(Anonymous),是一个没有名称的局部内部类,适合只使用一次的类。在开发中会经常使用这样的类,只需要定义一次,仅仅使用一次就可以不再使用了,此时就不应该再定义在一个类来存储其功能逻辑。比如在Android的事件处理中,不同的按钮点击之后产生的不同的响应操作,首先选择使用匿名内部类。

匿名内部类的语法格式:

new 父类构造器([实参列表]) 或 接口(){
    //匿名内部类的类体部分
}

但是需要注意的是:匿名内部类必须继承一个父类或者实现一个接口,但其最多只能继承一个父类或实现一个接口。

匿名内部类的特点:

  1. 匿名内部类本身没有构造器,但是会调用父类构造器;
  2. 匿名类尽管没有构造器,但是可以在匿名类中提供一段实例初始化代码块, JVM在调用父类构造器后,会执行该段代码;
  3. 内部类处理可以继承类之外,还可以实现接口;

匿名内部类代码案例如下:下述代码是安卓中的按钮点击事件处理逻辑

        btnClick.setOnClickListener(new View.OnClickListener() { 
            @Override            
            public void onClick(View view) {  
                Toast.makeText(MainActivity.this, 
                    "按钮被点击",
                    Toast.LENGTH_SHORT).show();                         }        
       });

完结。老夫虽不正经,但老夫一身的才华


老夫不正经
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