Java內部類的使用教程詳解
一. 內部類簡介
1. 概念
在Java中，我們通常是把不同的類創(chuàng)建在不同的包里面，對于同一個包里的類來說，它們都是同一層次的。但其實還有另一種情況，有些類可以被定義在另一個類的內部，我們把在一個類里面定義的類稱為內部類(InnerClass)或嵌套類，把外面定義的類稱為外部類(OutClass)或宿主類。 也就是說，在類的內部既可以定義成員變量和方法，也可以定義其他的類。定義內部類的常見格式如下：
class Outer {//外部類
class Inner {//內部類
//方法和屬性
}
}
上面的代碼中，Outer是普通的外部類，Inner就是內部類。它與普通外部類最大的不同，在于其實例對象不能單獨存在，必須依附于一個外部類的實例對象。
內部類可以很好地實現(xiàn)隱藏，一般的非內部類是不允許有private 與 protected權限的，但內部類卻可以，而且內部類還擁有外部類中所有元素的訪問權限?？傊?，對內部類的很多訪問規(guī)則都可以參考變量和方法。
但是要注意，雖然我們使用內部類可以使程序結構變得更加緊湊，但卻在一定程度上破壞了面向對象的思想。
2. 優(yōu)點
內部類的存在，具有如下優(yōu)點：
- 內部類使得多繼承的解決方案變得更完整：每個內部類都能獨立的實現(xiàn)接口，無論外部類是否已經實現(xiàn)了接口或繼承了父類，對于內部類都沒有影響；
- 既可以方便地將存在一定邏輯關系的類組織在一起，又可以對外界隱藏；
- 方便各類編寫事件驅動程序；
- 方便編寫線程代碼。
3. 分類
Java中的內部類可以分為如下幾種類型：
- 成員內部類
- 靜態(tài)內部類
- 局部內部類
- 匿名內部類
雖然大多數(shù)時候，內部類用得并不多，但我們也有必要了解它們是如何具體使用的。
4. 內部類的特點
內部類相比外部類，具有如下特點：
- 內部類可以訪問外部類的私有成員，且不破壞封裝性；
- 內部類仍是一個獨立的類，在編譯之后內部類會被編譯成獨立的.class文件，但前面會冠以外部類的類名和$符號，該文件名的格式是外部類名$內部類名.class；
- 因為內部類是外部類的一個成員，所以內部類不能用普通的方式訪問，但內部類可以自由地訪問外部類里的成員變量，無論是否被private修飾；
- 如果是靜態(tài)內部類，我們不能隨便訪問外部類的成員變量，只能訪問外部類的靜態(tài)成員變量。
5. Java類的創(chuàng)建要求
我們在創(chuàng)建定義Java類時，應該遵循如下要求：
- 一個java文件中可以編寫多個類，但只能有一個類使用public關鍵詞進行修飾，這稱之為主類；
- 主類名必須與文件名一致，在開發(fā)中，應盡量只在一個java文件中編寫一個類；
- 外部類只有兩種訪問級別：public 和默認；內部類則有 4 種訪問級別：public、protected、 private 和默認；
- 在外部類中，可以直接通過內部類的類名來訪問內部類；
- 在外部類以外的其他類中，需要通過內部類的完整類名來訪問內部類；
- 內部類與外部類不能重名。
接下來我們就針對上面提到的幾種內部類，分別給大家講解這幾種內部類的用法。
二. 成員內部類
1. 概念
成員內部類就是指沒有被static修飾的內部類，也可以稱為非靜態(tài)內部類。
2. 特點
成員內部類具有如下特點：
- 在早期的jdk版本中，成員內部類中只能定義非靜態(tài)的屬性和方法，除非同時使用final和static進行修飾；
- 在新版的jdk中，成員內部類中也可以定義靜態(tài)的屬性和方法；
- 成員內部類可以訪問外部類的所有成員，包括私有和靜態(tài)的成員，即使是多層嵌套時也如此；
- 外部類不能直接訪問內部類的成員，必須通過內部類的實例對象訪問；
- 在外部類的靜態(tài)方法和外部類以外的其他類中，必須通過外部類的實例創(chuàng)建內部類的實例對象；
- 外部類的實例與內部類實例是一對多的關系，即一個內部類實例只對應一個外部類實例，但一個外部類實例則可以對應多個內部類實例。
3. 語法
如果是在外部類中，創(chuàng)建成員內部類對象的基本語法格式如下：
內部類 對象名 = new 內部類();
如果是在外部的其他類中，或者是在外部類的靜態(tài)方法中，創(chuàng)建成員內部類對象的基本語法格式如下：
內部類 對象名 = new 外部類().new 內部類();
4. 案例
4.1 定義成員內部類
/**
* 成員內部類
*/
public class OuterClass {
// 外部類的非靜態(tài)成員
String name = "一一哥";
private String hobby = "擼碼";
static int age = 30;
// 非靜態(tài)方法
public void show() {
//這里的this是指OuterClass對象
System.out.println("show方法...name="+this.name);
//如果是在外部類里面創(chuàng)建內部類的對象，就不需要創(chuàng)建外部類實例，可以直接new 內部類()
//InnerClass inner = new InnerClass();
}
// 定義一個成員內部類
public class InnerClass {
// 也可以定義私有屬性
private int a = 10;
//在早期的JDK中，成員內部類中不能定義靜態(tài)變量；但在新版JDK中，成員內部類中可以定義靜態(tài)變量
static int b = 20;
// 非靜態(tài)方法
public void m1() {
// 這里的this對象是InnerClass內部類對象
System.out.println("成員內部類的成員變量:" + this.a);
//外部類.this.屬性或方法，這個this是外部類對象
System.out.println("外部類的成員變量:" + OuterClass.this.name);
//內部類中可以訪問外部類的私有成員和靜態(tài)成員
System.out.println("外部類的私有成員變量:" + hobby);
System.out.println("外部類的靜態(tài)變量:" + age);
}
//在早期的JDK中，成員內部類中不能定義靜態(tài)方法；但在新版JDK中，成員內部類中可以定義靜態(tài)方法
public static void m2() {
System.out.println("調用成員內部類的靜態(tài)變量:" + b);
System.out.println("調用外部類的靜態(tài)變量:" + age);
//在靜態(tài)方法中創(chuàng)建內部類對象，也要通過內部類 對象名 = new 外部類().new 內部類();的格式
//InnerClass innerClass = new OuterClass().new InnerClass();
}
}
}
我們要注意，在早期的JDK中，成員內部類中不能定義靜態(tài)屬性和方法；但在新版JDK中，成員內部類中可以定義靜態(tài)的屬性和方法。并且我們要搞清楚在不同的位置上，創(chuàng)建內部類對象的方式，以及this的具體含義。
4.2 定義測試類
我們在外部的其他類中，要想創(chuàng)建出一個成員內部類的對象，需要通過如下形式：
內部類 對象名 = new 外部類().new 內部類();
public class InnerClassTest {
public static void main(String[] args) {
//在外部的其他類中，不能直接創(chuàng)建內部類對象，否則：
//No enclosing instance of type OuterClass is accessible.
//Must qualify the allocation with an enclosing instance of type OuterClass
//(e.g. x.new A() where x is an instance of OuterClass).
//InnerClass inner=new InnerClass();
//在外部的其他類中創(chuàng)建內部類對象，需要通過如下格式：
//內部類 對象名 = new 外部類().new 內部類();
//InnerClass inner=new OuterClass().new InnerClass();
//也可以拆分成如下格式：
OuterClass outer=new OuterClass();
InnerClass inner=outer.new InnerClass();
inner.m1();
InnerClass.m2();
}
}
5. 訪問方式小結
學習到這里，你可能會被內部類與外部類之間的調用訪問關系整蒙圈，所以給大家梳理了一下訪問方式：
- 成員內部類 訪問 外部類的成員(屬性、方法)，可以【直接訪問使用】；
- 外部類 訪問 成員內部類，需要【直接創(chuàng)建內部類對象后再訪問】，即 new InnerClass()；
- 外部的其他類 訪問 成員內部類，需要【創(chuàng)建外部類對象，再創(chuàng)建內部類對象后訪問】，即 InnerClass inner=new OuterClass().new InnerClass()；
6. 關于this的注意事項
在之前給大家講過this的作用和用法，但在內部類中，關于this，我們需要注意以下兩點：
如果同時存在外部類和內部類，那么this在哪個類中使用，this就代表哪個類的對象；
如果內部類想要通過this來調用外部類的屬性和方法，需要使用外部類名.this.屬性或者方法名。
三. 局部內部類
1. 概念
局部內部類是指在方法中定義的內部類。
2. 特點
局部內部類具有如下特點：
- 局部內部類只能在方法中定義和創(chuàng)建對象，也只在當前方法中有效；
- 局部內部類中可以訪問外部類的所有成員；
- 局部內部類與局部變量一樣，不能使用訪問控制修飾符(public、private和protected)和static修飾符;
- 在jdk 7版本中，如果局部變量是在局部內部類中使用，必須顯式地加上final關鍵字；在jdk 8版本中，會默認添加final關鍵字；
- 局部內部類只能訪問當前方法中final類型的參數(shù)與變量。如果方法中的成員與外部類的成員同名，可以使用 .this. 的形式訪問外部類成員；
- 局部內部類中還可以包含內部類，但這些內部類也不能使用訪問控制修飾符(public、private 和 protected) 和 static修飾符；
- 局部變量在方法執(zhí)行結束后會被銷毀，而局部內部類的對象會等到內存回收機制進行銷毀。如果是局部內部類里的常量，該常量會被存放在常量池中。
3. 語法
創(chuàng)建局部內部類對象的基本語法格式如下：
public class PartClass {
public void method() {
//在方法中定義的內部類，就是局部內部類
class Inner {
//屬性
//方法
}
}
}
4. 案例
4.1 定義局部內部類
我們來定義一個局部內部類的案例代碼。
/**
*
* 局部內部類---定義在方法中的內部類
*/
public class PartOuterClass {
//類的成員變量
String name="一一哥";
private int age=30;
static String hobby="java";
public void show() {
//局部變量
//JDK 7之前，匿名內部類和局部內部類中訪問外部的局部變量時，該變量需要明確地帶有final修飾符
//final int num = 10;
//Effectively final特性
int num = 10;
//局部內部類，類似于是方法中的局部對象
class PartInnerClass{
//內部可以正常定義方法
public void m1() {
//訪問外部類的非靜態(tài)成員，可以使用OuterClass.this.成員的格式，也可以直接訪問
//System.out.println("外部類的成員變量"+name);
System.out.println("外部類的成員變量"+PartOuterClass.this.name);
System.out.println("外部類私有的成員變量"+age);
System.out.println("外部類的靜態(tài)變量"+hobby);
//局部內部類，可以直接訪問方法中的局部變量
System.out.println("訪問局部變量"+num);
}
//在新版的jdk中，也可以定義靜態(tài)的屬性和方法，老版的jdk則不行
static int b=10;
public static void m2() {
System.out.println("外部類的靜態(tài)變量，hobby="+hobby+"，b="+b);
}
}
//創(chuàng)建局部內部類對象
PartInnerClass inner = new PartInnerClass();
inner.m1();
//在當前類中，局部內部類可以直接訪問靜態(tài)成員
PartInnerClass.m2();
}
}
在JDK 7之前，匿名內部類和局部內部類中訪問外部的局部變量時，該變量需要明確地帶有final修飾符。但從JDK 8之后，我們可以不帶final修飾符，而是由系統(tǒng)默認添加了。
4.2 定義測試類
接下來我們對上面的案例進行測試。
public class PartInnerClassTest {
public static void main(String[] args) {
//創(chuàng)建外部類對象，調用方法，執(zhí)行局部內部類
PartOuterClass outer=new PartOuterClass();
outer.show();
}
}
4.3 Effectively final特性
一般情況下，Java中的局部內部類和匿名內部類訪問局部變量時，該變量必須由 final修飾，以保證內部類和外部類的數(shù)據一致性。但從 Java 8開始，我們可以不加 final修飾符，而是由系統(tǒng)默認添加，當然這在 Java 8以前是不允許的。Java將這個新的特性稱為 Effectively(有效的、實際的) final 功能。
另外在 Lambda表達式中，使用局部變量時也要求該變量必須是 final 修飾的，所以 effectively final特性在 Lambda表達式的上下文中非常有用。
其實effectively final特性，只是讓我們不用顯式地把變量聲明為final修飾的，它給我們自動添加了final修飾詞，但并沒有取消final，主要是減少了一點不必要的操作，給開發(fā)節(jié)省了點時間。
四. 匿名內部類
1. 概念
匿名內部類就是指沒有類名的內部類，必須在創(chuàng)建時使用 new 語句來聲明。匿名內部類不能在Outer Class外部類中定義，而是要在某個方法的內部，通過匿名類(Anonymous Class)的形式來定義。 匿名內部類本身就是一個對象。
通常情況下，如果一個方法的參數(shù)是接口類型，且該接口只需要實現(xiàn)一次，那么我們就可以通過匿名內部類的形式來進行定義。另外如果該接口的實現(xiàn)每次都不同，也可以使用匿名內部類的形式進行定義。我們也可以把這種定義形式叫做 “接口回調” 。匿名內部類的代碼格式使得代碼更加簡潔、緊湊，模塊化程度也更高。
2. 特點
匿名內部類具有如下特點：
- 匿名內部類本身就是一個對象；
- 一般在匿名內部類中不會定義屬性和方法，因為沒有意義；
- 匿名內部類的父類一般都是抽象類或者是接口；
- 匿名內部類和局部內部類一樣，可以訪問外部類的所有成員；
- 如果匿名內部類位于方法中，則該類只能訪問方法中 final 類型的局部變量和參數(shù)；
- 匿名內部類中允許使用非靜態(tài)代碼塊對成員進行初始化操作；
- 匿名內部類的非靜態(tài)代碼塊會在父類的構造方法之后被執(zhí)行。
3. 語法
通常匿名內部類有兩種實現(xiàn)方式：
- 繼承一個類，重寫其方法；
- 實現(xiàn)一個或多個接口，并實現(xiàn)其方法。
創(chuàng)建匿名內部類對象的基本語法格式如下：
new <類或接口> (){
重寫類或接口的方法
}
4. 案例
為了給大家演示匿名內部類的用法，接下來壹哥設計一個用于模擬按鈕點擊事件的案例。當我們進行安卓等設備開發(fā)時，面板上有個按鈕，點擊該按鈕，如何監(jiān)聽點擊事件？在Android系統(tǒng)中提供了各種對應的按鈕點擊監(jiān)聽事件。所以這里壹哥就通過實現(xiàn)接口的形式來定義匿名內部類，模擬一個單擊事件。
4.1 定義接口
首先我們需要定義一個接口，表示單擊監(jiān)聽，內部有個點擊事件。
/**
* 點擊監(jiān)聽事件
*/
public interface OnClickListener {
//點擊事件
void onClick();
}
4.2 定義Button按鈕類
然后定義一個Button按鈕類，給Button按鈕安排一個點擊監(jiān)聽方法。
/**
*
* 局部內部類---定義在方法中的內部類
*/
public class Button {
//處理案例點擊的監(jiān)聽事件
public void setOnClickListener(OnClickListener listener) {
listener.onClick();
}
}
4.3 定義測試類
接下來我們就測試運行上面的代碼。
/**
* 匿名內部類測試
*/
public class AnonyInnerClassTest {
public static void main(String[] args) {
//外部變量
int num=20;
//測試匿名內部類
Button btn=new Button();
//模擬處理按鈕的點擊事件
btn.setOnClickListener(new OnClickListener() {//這里就是一個匿名內部類
//在匿名內部類中，可以允許使用非靜態(tài)代碼塊進行成員初始化操作。
int i;
{ // 非靜態(tài)代碼塊，在構造方法之后執(zhí)行
i = 100; //成員初始化
}
@Override
public void onClick() {
System.out.println("按鈕被點擊啦...i="+i+",num="+num);
}
});
}
}
根據上面的案例可知：
- 在匿名內部類中，可以允許使用非靜態(tài)代碼塊進行成員初始化操作；
- 匿名內部類的非靜態(tài)代碼塊，會在構造方法之后執(zhí)行；
- 匿名內部類也可以直接使用外部類的成員。
五. 靜態(tài)內部類
1. 概念
靜態(tài)內部類和成員內部類的定義類似，但要使用static修飾，所以稱為靜態(tài)內部類(Static Nested Class)。
靜態(tài)內部類和成員內部類有很大的不同，它不再依附于Outer的實例，而是一個完全獨立的類，因此無法引用Outer.this的方式調用。但它可以訪問Outer類的private靜態(tài)字段和靜態(tài)方法，如果我們把靜態(tài)內部類移到Outer類之外，就失去了訪問private的權限。
2. 特點
靜態(tài)內部類中可以定義非靜態(tài)的屬性和方法，也可以定義靜態(tài)的屬性和方法；
靜態(tài)內部類中只能訪問靜態(tài)外部類的靜態(tài)屬性和方法。
3. 語法
創(chuàng)建靜態(tài)內部類對象的基本語法格式如下：
內部類 對象名 = new 外部類.內部類();
4. 案例
4.1 定義靜態(tài)內部類
這里我們先簡單定義一個靜態(tài)內部類，后面我們在學習內部類時再專門講解。在這個靜態(tài)內部類中，定義了一個方法，來訪問外部類中的普通屬性和靜態(tài)屬性。我們要記住以下幾點：
- 靜態(tài)內部類訪問外部類的成員變量時，需要先創(chuàng)建外部類對象；
- 非靜態(tài)內部類可以直接訪問使用外部類的成員變量，如同使用本類中的變量；
- 所有的內部類訪問外部類的靜態(tài)變量時，可以直接通過"外部類.靜態(tài)變量"的形式訪問。
/**
* 外部類和內部類
*/
public class OuterClass {
//普通屬性，屬于外部類
static int outerNum=10;
//定義一個靜態(tài)的內部類，如果不帶static，就是一個普通的內部類。
//內部類的使用，和普通類一樣，里面可以正常定義屬性、方法、構造方法等。
//static前面可以帶public等任意訪問修飾符，也可以不帶！
static class InnerClass{
//私有屬性無法在類的外部直接訪問
//private int innerNum=20;
int innerNum=20;
public void printNum() {
//定義外部類對象
OuterClass outer=new OuterClass();
//這里的this是指InnerClass內部類對象！
System.out.println("innerNum="+this.innerNum+",outerAge="+outer.outerAge+",outerNum="+OuterClass.outerNum);
}
}
}
對于靜態(tài)內部類而言，static前面可以帶public等任意訪問修飾符，也可以不帶！
4.2 定義測試類
我們再定義一個測試類，看看內部類對象是怎么調用的。
/**
* 測試訪問內部類
*/
public class InnerClassTest {
public static void main(String[] args) {
//創(chuàng)建內部類對象，格式為“外部類.內部類 對象名 = new 外部類.內部類的構造方法”
OuterClass.InnerClass inner = new OuterClass.InnerClass();
//調用內部類的方法
inner.printNum();
//訪問外部類屬性
System.out.println("outerNum="+OuterClass.outerNum);
//訪問內部類屬性
System.out.println("innerNum="+inner.innerNum);
}
}
5. 訪問方式小結
對于靜態(tài)內部類的訪問要求，給大家總結如下：
- 靜態(tài)內部類中可以直接訪問外部類的所有靜態(tài)方法，包含私有的，但不能直接訪問非靜態(tài)成員；
- 靜態(tài)內部類可以添加任意訪問修飾符(public、protected、默認、private)，因為它的地位就是一個成員；
- 如果靜態(tài)內部類 訪問 外部類 的靜態(tài)屬性、靜態(tài)方法等，訪問方式是【直接訪問】；
- 如果外部類或外部的其他類來 訪問 靜態(tài)內部類，訪問方式是【外部類.內部類 對象名 = new 外部類.內部類的構造方法】，創(chuàng)建出內部類對象后再訪問。
六. 結語
至此我們就把內部類給大家詳細地介紹了，現(xiàn)在你學會了嗎？我們來總結一下內部類的重點內容吧：
- 內部類分為成員內部類、局部內部類、匿名內部類和靜態(tài)內部類；
- 成員內部類和匿名內部類在本質上是相同的，都必須依附于外部類的實例，會隱含地持有Outer.this實例，并擁有外部類的private訪問權限；
- 靜態(tài)內部類是獨立類，但擁有外部類的private訪問權限；
- 如果外部類和內部類中的成員重名時，內部類訪問時默認會遵循就近原則；如果想訪問外部類的成員，則可以用【外部類名.成員】的形式來訪問。
到此這篇關于Java內部類的使用教程詳解的文章就介紹到這了,更多相關Java內部類內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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