怎么理解Java編程中的內(nèi)部類

怎么理解Java編程中的內(nèi)部類，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，這篇文章詳細(xì)介紹了相對(duì)應(yīng)的分析和解答，希望可以幫助更多想解決這個(gè)問(wèn)題的小伙伴找到更簡(jiǎn)單易行的方法。

內(nèi)部類：在其它類內(nèi)定義的類，不同于組合。雖然看上去象某種代碼隱藏機(jī)制，但可以實(shí)現(xiàn)更多功能 -了解包含它的類并可與之交換數(shù)據(jù)，而且內(nèi)部類的代碼可以更優(yōu)雅、清晰。

內(nèi)部類定義：包含在其它類內(nèi)。使用與非內(nèi)部類沒(méi)有太大區(qū)別。

典型用法：outer class通過(guò)方法返回inner class的引用。

區(qū)別之一：內(nèi)部類名嵌套在外部類（outer class）內(nèi)，在Out class的non-static方法之外用OuterClassName.InnerClassName的形式定義內(nèi)部類對(duì)象。

注意，非static內(nèi)部類只能在Out class的non-static方法中生成對(duì)象；在其它類中，也必須使用Out class的外部類對(duì)象實(shí)例。這就保證了下面所說(shuō)的鏈接問(wèn)題。

區(qū)別之二：內(nèi)部類可以為private和protected。

Inner Class只是一種名稱隱藏（name-hiding）和組織代碼方式？NO。

內(nèi)部類對(duì)象有一個(gè)到創(chuàng)建它的外部類對(duì)象的鏈接（link to the enclosing object that made it），因而可以直接的、沒(méi)有任何限制地訪問(wèn)該外部類對(duì)象的成員，而且內(nèi)部類可以訪問(wèn)outer class的所有成員（包括private）（C++的嵌套類沒(méi)有這個(gè)特性）；而outer class訪問(wèn)inner class的成員，必須創(chuàng)建Inner class的對(duì)象，可以訪問(wèn)任何成員（包括private）。

內(nèi)部類對(duì)象中隱式包含了一個(gè)外部類對(duì)象的引用。內(nèi)部類對(duì)象構(gòu)建需要outer class對(duì)象的引用，如果沒(méi)有，編譯報(bào)錯(cuò)（非靜態(tài)inner class）。

.this和.new：前者用來(lái)返回Outer class引用，編譯期可知道和檢查正確類型，無(wú)運(yùn)行時(shí)開(kāi)銷；后者用來(lái)由outer class對(duì)象創(chuàng)建其內(nèi)部類的對(duì)象，OutClassObject.new InnerClassName ()（注意，不能用outClassObj.new OutClassName.InnerClassName()）。

嵌套類（nested class）：static inner class，其對(duì)象創(chuàng)建不需要outer class對(duì)象引用，也可在static方法中創(chuàng)建。

內(nèi)部類與upcasting

類實(shí)現(xiàn)了接口（interface），其它方法就可以用該interface作為參數(shù)，而不一定必須用該類（包括類對(duì)象定義）（類似繼承）。可以利用upcasting->interface。

upcasting內(nèi)部類->基類或者接口（尤其是后者），使內(nèi)部類有了用武之地。實(shí)現(xiàn)接口內(nèi)部類可以完全不可見(jiàn)、不可用（通過(guò)private或protected），所獲得的只是基類或接口的引用（通過(guò)private，無(wú)法進(jìn)行downcasting，protected，同一個(gè)包內(nèi)，或者繼承類可以進(jìn)行downcasting），方便隱藏實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。

接口成員自動(dòng)為public

private內(nèi)部類可以阻止任何依賴于類型的代碼，進(jìn)行所有實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)的隱藏。而且，擴(kuò)展接口也沒(méi)有任何意義，因?yàn)闊o(wú)法訪問(wèn)pubic接口之外的方法，這可以使JAVA產(chǎn)生更有效率的代碼 。

inner class可以在任意作用域內(nèi)定義（如方法內(nèi)）。

兩個(gè)理由：1. 實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口

2. 需要一個(gè)不公開(kāi)的類輔助解決復(fù)雜的問(wèn)題

inner class形式

1. 方法內(nèi)的內(nèi)部類； 2. 方法中的一個(gè)作用域內(nèi)的內(nèi)部類； 3. 實(shí)現(xiàn)接口的匿名內(nèi)部類； 4. 繼承的匿名內(nèi)部類（基類含有參的構(gòu)造器）； 4. 進(jìn)行成員初始化的匿名內(nèi)部類； 5. 使用實(shí)例初始化塊進(jìn)行構(gòu)造的匿名內(nèi)部類（匿名類沒(méi)有構(gòu)造器）。

局部?jī)?nèi)部類（local inner class） ：在方法內(nèi)或方法的一個(gè)作用域中定義的內(nèi)部類。局部?jī)?nèi)部類在域外不可見(jiàn)并不代表其對(duì)象也不可用。條件域內(nèi)定義的內(nèi)部類不代表它是條件創(chuàng)建的。

匿名內(nèi)部類（anonymous inner class） ：new T(){...}; {...}為匿名內(nèi)部類的定義，"；"不可少（；只是該語(yǔ)句的結(jié)束，而不是用來(lái)表示匿名內(nèi)部類的結(jié)束，所以沒(méi)有什么特殊的地方），創(chuàng)建一個(gè)繼承自T的匿名類的對(duì)象，得到的引用可自動(dòng)upcast to T。是前面定義內(nèi)部類的一種簡(jiǎn)寫(xiě)，只是該類沒(méi)有名稱。

前面是基類構(gòu)造器為默認(rèn)構(gòu)造器的情況，當(dāng)基類構(gòu)造器有參數(shù)時(shí)：new T(args){...};此時(shí)會(huì)調(diào)用基類相應(yīng)構(gòu)造器。

匿名內(nèi)部類初始化 ：當(dāng)需要用到外部定義類的對(duì)象時(shí)，傳遞的引用參數(shù)必須為final，否則編譯報(bào)錯(cuò)；匿名類不能有命名的構(gòu)造器（當(dāng)然不能，類本身就沒(méi)有名字），可以通過(guò)實(shí)例初始化（instance initialization）來(lái)完成構(gòu)造器的功能。由于實(shí)例初始化不能重載（不代表只能有一個(gè)Instance initialization clause），所以匿名內(nèi)部類只能有一個(gè)構(gòu)造器。

匿名內(nèi)部類只能在繼承類和實(shí)現(xiàn)接口中2選一，且只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口。

prefer classes to interfaces. （寧愿選擇類，而不是接口？）

嵌套類（nested class）：static inner class。有點(diǎn)類似C++嵌套類的概念，但Java的嵌套類可以訪問(wèn)outer class的所有成員（包括private，當(dāng)然只能通過(guò)外部類對(duì)象訪問(wèn)non-static成員）。

1. 不需要通過(guò)outer class對(duì)象來(lái)創(chuàng)建嵌套類對(duì)象(.new不可用？)；

2. 不能通過(guò)嵌套類對(duì)象訪問(wèn)non-static outer class對(duì)象(意思是像非嵌套類那樣直接訪問(wèn))；

3. 嵌套類對(duì)象中不包含outer class對(duì)象引用(.this不可用)。

4. 非嵌套內(nèi)部類不能有static成員、方法和嵌套類（fields、methods級(jí)別必須與class本身一致，non-static不能含有static，non-static、static內(nèi)可以含有non-static）。

嵌套類可以位于接口內(nèi)部，不違反接口的規(guī)則（不能定義接口實(shí)例？），只代表把嵌套類位于接口的命名空間下，位于接口內(nèi)部的類自動(dòng)為public static（public嵌套類），而且嵌套類本身就可以實(shí)現(xiàn)該接口，好處在于可以在嵌套類內(nèi)編寫(xiě)該接口所有實(shí)現(xiàn)中都要用到的代碼。

嵌套類的另一個(gè)用途：編寫(xiě)測(cè)試代碼。 為每個(gè)類編寫(xiě)main函數(shù)增加代碼長(zhǎng)度，可以把main放在嵌套類內(nèi)，要測(cè)試該類運(yùn)行該嵌套類即可；而在發(fā)布的時(shí)候只要在打包前簡(jiǎn)單的刪除該嵌套類的.class文件即可。

多重嵌套的類（non-static和static）可以沒(méi)有限制的訪問(wèn)任何外層類的所有對(duì)象。

為什么用內(nèi)部類？

不是總是直接和接口打交道，有時(shí)候需要用的是接口的實(shí)現(xiàn)。（可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口，但不能繼承多個(gè)類）

理由：每個(gè)內(nèi)部類可以獨(dú)立繼承自一個(gè)實(shí)現(xiàn)，不受outer class是否已經(jīng)繼承另一實(shí)現(xiàn)的限制。從效果上來(lái)說(shuō)，inner class提供了多繼承（multiple-inheritance，繼承自多個(gè)類）的能力，提供了另一種實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口的方法（相比多繼承，這個(gè)似乎沒(méi)那么重要，因?yàn)槎嗬^承只能通過(guò)內(nèi)部類來(lái)實(shí)現(xiàn)）。

額外特性：

1. 內(nèi)部類可以有多個(gè)實(shí)例，每個(gè)實(shí)例可以擁有獨(dú)立于outer class對(duì)象的不同信息；

2. 一個(gè)outer class可以有多個(gè)內(nèi)部類，每個(gè)內(nèi)部類可以以不同的方式實(shí)現(xiàn)同一個(gè)接口或者繼承同一個(gè)類（參見(jiàn)習(xí)題22，兩個(gè)內(nèi)部類不同方式實(shí)現(xiàn)同一個(gè)接口，只有內(nèi)部類才能完成這些）；

3. 內(nèi)部類實(shí)例創(chuàng)建時(shí)間并不受到外部類對(duì)象創(chuàng)建的限制；

4. 用內(nèi)部類不會(huì)制造"is-a"關(guān)系的混亂，每個(gè)內(nèi)部類都是個(gè)實(shí)體。

閉包（closure）和回調(diào)（callback）

閉包是一種可調(diào)用的對(duì)象，它記錄了來(lái)自創(chuàng)建它的作用域的一些信息。

內(nèi)部類是一種面向?qū)ο蟮拈]包，不僅包含了外部類的信息，而且通過(guò)包含一個(gè)指向外部類對(duì)象的引用，可以操作所有成員，包括private。

回調(diào)，通過(guò)其它對(duì)象攜帶的信息，可以在稍后的某個(gè)時(shí)刻調(diào)用初始對(duì)象。

Java不支持指針類型，不能通過(guò)指針來(lái)實(shí)現(xiàn)回調(diào)。但內(nèi)部類提供的閉包是種比較好的解決方案，更靈活，更安全（參見(jiàn)例callbacks）。

private class Closure implements Incrementable {       public void increment() {       // Specify outer-class method, otherwise       // you’d get an infinite recursion:           Callee2.this.increment();       }   }

回調(diào)的價(jià)值在于靈活性，可以在運(yùn)行時(shí)決定需要調(diào)用的方法。 GUI編程將體現(xiàn)得更明顯。

內(nèi)部類與控制框架（control frameworks）

一個(gè)應(yīng)用程序框架（application framework）是指一個(gè)用來(lái)解決一個(gè)特定類型問(wèn)題的類或類的集合。典型的應(yīng)用方法是，繼承其中一個(gè)或多個(gè)類，重寫(xiě)某些方法。重寫(xiě)方法的代碼將通用解決方案特殊化，來(lái)解決特定問(wèn)題。例如模板函數(shù)模式。 設(shè)計(jì)模式將不變的和變化的事情分開(kāi)。

控制框架是用來(lái)響應(yīng)事件的一類特殊的應(yīng)用程序框架 。主要用來(lái)響應(yīng)事件的系統(tǒng)稱為事件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（event-driven system），如GUI。

內(nèi)部類使得控制框架的創(chuàng)建和使用變得簡(jiǎn)單 ?？刂瓶蚣鼙旧聿话ㄒ刂频氖挛锏奶囟ㄐ畔?。這些信息在繼承過(guò)程中，由算法的action()部分實(shí)現(xiàn)時(shí)提供?？刂瓶蚣苤凶兓氖虑槭歉鞣N事件對(duì)象的不同action，這通過(guò)創(chuàng)建不同event繼承類來(lái)實(shí)現(xiàn)。(例event)

控制事件用abstract類代替接口？

內(nèi)部類在控制框架中兩個(gè)作用：

1. 用來(lái)表示解決問(wèn)題所需的各種不同的action()。

2. 內(nèi)部類可以直接訪問(wèn)外部類的所有成員，因而使得實(shí)現(xiàn)變得更靈活。

參見(jiàn)greenhouse（溫室）的例子。

內(nèi)部類的繼承

內(nèi)部類指向outer class object的引用必須初始化，而在它的繼承類中并不存在要聯(lián)接的缺省對(duì)象，必須使用特殊的語(yǔ)法明確指出這種關(guān)聯(lián)。

繼承自內(nèi)部類的類構(gòu)造器不能是默認(rèn)構(gòu)造器，要有個(gè)outer class的引用作為參數(shù)，而且必須加上enclosingClassReference.super()；語(yǔ)句，編譯才能通過(guò)。

內(nèi)部類能override？繼承outer class，像重寫(xiě)方法一樣重寫(xiě)內(nèi)部類并不起作用，此時(shí)兩個(gè)內(nèi)部類只是兩個(gè)獨(dú)立的實(shí)體。可以顯式指定內(nèi)部類的繼承關(guān)系，然后通過(guò)復(fù)寫(xiě)base inner class的方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)多態(tài)。 參見(jiàn)例BigEgg2.

//: innerclasses/BigEgg2.java   // Proper inheritance of an inner class.   import static net.mindview.util.Print.*;   class Egg2 {       protected class Yolk {         public Yolk() { print("Egg2.Yolk()"); }         public void f() { print("Egg2.Yolk.f()");}   }       private Yolk y = new Yolk();       public Egg2() { print("New Egg2()"); }       public void insertYolk(Yolk yy) { y = yy; }       public void g() { y.f(); }   }   public class BigEgg2 extends Egg2 {       public class Yolk extends Egg2.Yolk {           public Yolk() { print("BigEgg2.Yolk()"); }           public void f() { print("BigEgg2.Yolk.f()"); }   }       public BigEgg2() { insertYolk(new Yolk()); }       public static void main(String[] args) {           Egg2 e2 = new BigEgg2();           e2.g();   }   } /* Output:   Egg2.Yolk()   New Egg2()   Egg2.Yolk()   BigEgg2.Yolk()   BigEgg2.Yolk.f()   *///:~

局部?jī)?nèi)部類

局部?jī)?nèi)部類（local inner class）不能有訪問(wèn)限定符；有訪問(wèn)局部final變量和outer class所有類的權(quán)限；可以有命名的構(gòu)造器；在方法外不能訪問(wèn)。

絕大部分情況下，可以用匿名類來(lái)替代局部?jī)?nèi)部類，除非：

1. 需要命名的構(gòu)造器，或者需要重載構(gòu)造器

2. 需要多個(gè)內(nèi)部類的對(duì)象

此時(shí)就要用Local Inner class。

關(guān)于怎么理解Java編程中的內(nèi)部類問(wèn)題的解答就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對(duì)大家有一定的幫助，如果你還有很多疑惑沒(méi)有解開(kāi)，可以關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道了解更多相關(guān)知識(shí)。