[轉(zhuǎn)] Java內(nèi)部類詳解

2019-11-14 23:06:11

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[轉(zhuǎn)] java內(nèi)部類詳解

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Java內(nèi)部類詳解

　　說起內(nèi)部類這個詞，想必很多人都不陌生，但是又會覺得不熟悉。原因是平時編寫代碼時可能用到的場景不多，用得最多的是在有事件監(jiān)聽的情況下，并且即使用到也很少去總結(jié)內(nèi)部類的用法。今天我們就來一探究竟。下面是本文的目錄大綱：

　　一.內(nèi)部類基礎(chǔ)

　　二.深入理解內(nèi)部類

　　三.內(nèi)部類的使用場景和好處

　　四.常見的與內(nèi)部類相關(guān)的筆試面試題

　　若有不正之處，請多諒解并歡迎批評指正。

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一.內(nèi)部類基礎(chǔ)

　　在Java中，可以將一個類定義在另一個類里面或者一個方法里面，這樣的類稱為內(nèi)部類。廣泛意義上的內(nèi)部類一般來說包括這四種：成員內(nèi)部類、局部內(nèi)部類、匿名內(nèi)部類和靜態(tài)內(nèi)部類。下面就先來了解一下這四種內(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類的內(nèi)部，形如下面的形式：

12345678910111213 classCircle {doubleradius =0;publicCircle(doubleradius) {this.radius = radius;}classDraw {//內(nèi)部類publicvoiddrawSahpe() {System.out.PRintln("drawshape");}}}

　　這樣看起來，類Draw像是類Circle的一個成員，Circle稱為外部類。成員內(nèi)部類可以無條件訪問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）。

1234567891011121314 classCircle {privatedoubleradius =0;publicstaticintcount =1;publicCircle(doubleradius) {this.radius = radius;}classDraw {//內(nèi)部類publicvoiddrawSahpe() {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，會發(fā)生隱藏現(xiàn)象，即默認(rèn)情況下訪問的是成員內(nèi)部類的成員。如果要訪問外部類的同名成員，需要以下面的形式進(jìn)行訪問：

12	`外部類.this.成員變量外部類.this.成員方法`

　　雖然成員內(nèi)部類可以無條件地訪問外部類的成員，而外部類想訪問成員內(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成員內(nèi)部類的成員，必須先創(chuàng)建一個成員內(nèi)部類的對象，再通過指向這個對象的引用來訪問：

123456789101112131415161718 classCircle {privatedoubleradius =0;publicCircle(doubleradius) {this.radius = radius;getDrawInstance().drawSahpe();//必須先創(chuàng)建成員內(nèi)部類的對象，再進(jìn)行訪問}privateDraw getDrawInstance() {returnnewDraw();}classDraw {//內(nèi)部類publicvoiddrawSahpe() {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，如果要創(chuàng)建成員內(nèi)部類的對象，前提是必須存在一個外部類的對象。創(chuàng)建成員內(nèi)部類對象的一般方式如下：

1234567891011121314151617181920212223242526272829 publicclassTest {publicstaticvoidmain(String[] args) {//第一種方式：Outter outter =newOutter();Outter.Inner inner = outter.newInner();//必須通過Outter對象來創(chuàng)建//第二種方式：Outter.Inner inner1 = outter.getInnerInstance();}}classOutter {privateInner inner =null;publicOutter() {}publicInner getInnerInstance() {if(inner ==null)inner =newInner();returninner;}classInner {publicInner() {}}}

　　內(nèi)部類可以擁有private訪問權(quán)限、protected訪問權(quán)限、public訪問權(quán)限及包訪問權(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，如果用public修飾，則任何地方都能訪問；如果用protected修飾，則只能在同一個包下或者繼承外部類的情況下訪問；如果是默認(rèn)訪問權(quán)限，則只能在同一個包下訪問。這一點和外部類有一點不一樣，外部類只能被public和包訪問兩種權(quán)限修飾。我個人是這么理解的，由于成員內(nèi)部類看起來像是外部類的一個成員，所以可以像類的成員一樣擁有多種權(quán)限修飾。

　　2.局部內(nèi)部類

　　局部內(nèi)部類是定義在一個方法或者一個作用域里面的類，它和成員內(nèi)部類的區(qū)別在于局部內(nèi)部類的訪問僅限于方法內(nèi)或者該作用域內(nèi)。

123456789101112131415161718 classPeople{publicPeople() {}}classMan{publicMan(){}publicPeople getWoman(){classWomanextendsPeople{//局部內(nèi)部類intage =0;}returnnewWoman();}}

　　注意，局部內(nèi)部類就像是方法里面的一個局部變量一樣，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)該是平時我們編寫代碼時用得最多的，在編寫事件監(jiān)聽的代碼時使用匿名內(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)聽代碼：

1234567891011121314151617 scan_bt.setOnClickListener(newOnClickListener() {@OverridepublicvoidonClick(View v) {// TODO Auto-generated method stub}});history_bt.setOnClickListener(newOnClickListener() {@OverridepublicvoidonClick(View v) {// TODO Auto-generated method stub}});

　　這段代碼為兩個按鈕設(shè)置監(jiān)聽器，這里面就使用了匿名內(nèi)部類。這段代碼中的：

12345678 newOnClickListener() {@OverridepublicvoidonClick(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)聽器對象，使用匿名內(nèi)部類能夠在實現(xiàn)父類或者接口中的方法情況下同時產(chǎn)生一個相應(yīng)的對象，但是前提是這個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。

123456789101112131415161718192021 privatevoidsetListener(){scan_bt.setOnClickListener(newListener1());history_bt.setOnClickListener(newListener2());}classListener1implementsView.OnClickListener{@OverridepublicvoidonClick(View v) {// TODO Auto-generated method stub}}classListener2implementsView.OnClickListener{@OverridepublicvoidonClick(View v) {// TODO Auto-generated method stub}}

　　這種寫法雖然能達(dá)到一樣的效果，但是既冗長又難以維護(hù)，所以一般使用匿名內(nèi)部類的方法來編寫事件監(jiān)聽代碼。同樣的，匿名內(nèi)部類也是不能有訪問修飾符和static修飾符的。

　　匿名內(nèi)部類是唯一一種沒有構(gòu)造器的類。正因為其沒有構(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)部類在編譯的時候由系統(tǒng)自動起名為Outter$1.class。一般來說，匿名內(nèi)部類用于繼承其他類或是實現(xiàn)接口，并不需要增加額外的方法，只是對繼承方法的實現(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類里面的類，只不過在類的前面多了一個關(guān)鍵字static。靜態(tài)內(nèi)部類是不需要依賴于外部類的，這點和類的靜態(tài)成員屬性有點類似，并且它不能使用外部類的非static成員變量或者方法，這點很好理解，因為在沒有外部類的對象的情況下，可以創(chuàng)建靜態(tài)內(nèi)部類的對象，如果允許訪問外部類的非static成員就會產(chǎn)生矛盾，因為外部類的非static成員必須依附于具體的對象。

1234567891011121314151617 publicclassTest {publicstaticvoidmain(String[] args) {Outter.Inner inner =newOutter.Inner();}}classOutter {publicOutter() {}staticclassInner {publicInner() {}}}

二.深入理解內(nèi)部類

　　1.為什么成員內(nèi)部類可以無條件訪問外部類的成員？

　　在此之前，我們已經(jīng)討論過了成員內(nèi)部類可以無條件訪問外部類的成員，那具體究竟是如何實現(xiàn)的呢？下面通過反編譯字節(jié)碼文件看看究竟。事實上，編譯器在進(jìn)行編譯的時候，會將成員內(nèi)部類單獨編譯成一個字節(jié)碼文件，下面是Outter.java的代碼：

123456789101112131415161718 publicclassOutter {privateInner inner =null;publicOutter() {}publicInner getInnerInstance() {if(inner ==null)inner =newInner();returninner;}protectedclassInner {publicInner() {}}}

　　編譯之后，出現(xiàn)了兩個字節(jié)碼文件：

　　反編譯Outter$Inner.class文件得到下面信息：

12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758 E:/Workspace/Test/bin/com/cxh/test2>javap -v Outter$InnerCompiled from"Outter.java"publicclasscom.cxh.test2.Outter$Innerextendsjava.lang.ObjectSourceFile:"Outter.java"InnerClass:#24= #1of #22;//Inner=class com/cxh/test2/Outter$Inner of class com/cxh/test2/Outterminor version:0major version:50Constant pool:const#1=class#2;// com/cxh/test2/Outter$Innerconst#2= Asciz com/cxh/test2/Outter$Inner;const#3=class#4;// java/lang/Objectconst#4= Asciz java/lang/Object;const#5= Ascizthis$0;const#6= Asciz Lcom/cxh/test2/Outter;;const#7= Asciz <init>;const#8= Asciz (Lcom/cxh/test2/Outter;)V;const#9= Asciz Code;const#10= Field #1.#11;// com/cxh/test2/Outter$Inner.this$0:Lcom/cxh/test2/Outter;const#11= NameAndType #5:#6;// this$0:Lcom/cxh/test2/Outter;const#12= Method #3.#13;// java/lang/Object."<init>":()Vconst#13= NameAndType #7:#14;// "<init>":()Vconst#14= Asciz ()V;const#15= Asciz LineNumberTable;const#16= Asciz LocalVariableTable;const#17= Ascizthis;const#18= Asciz Lcom/cxh/test2/Outter$Inner;;const#19= Asciz SourceFile;const#20= Asciz Outter.java;const#21= Asciz InnerClasses;const#22=class#23;// com/cxh/test2/Outterconst#23= Asciz com/cxh/test2/Outter;const#24= Asciz Inner;{finalcom.cxh.test2.Outterthis$0;publiccom.cxh.test2.Outter$Inner(com.cxh.test2.Outter);Code:Stack=2, Locals=2, Args_size=20: aload_01: aload_12: putfield #10;//Field this$0:Lcom/cxh/test2/Outter;5: aload_06: invokespecial #12;//Method java/lang/Object."<init>":()V9:returnLineNumberTable:line16:0line18:9LocalVariableTable:Start Length Slot Name Signature0100thisLcom/cxh/test2/Outter$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;

　　這行是一個指向外部類對象的指針，看到這里想必大家豁然開朗了。也就是說編譯器會默認(rèn)為成員內(nèi)部類添加了一個指向外部類對象的引用，那么這個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，雖然我們在定義的內(nèi)部類的構(gòu)造器是無參構(gòu)造器，編譯器還是會默認(rèn)添加一個參數(shù)，該參數(shù)的類型為指向外部類對象的一個引用，所以成員內(nèi)部類中的Outter this&0 指針便指向了外部類對象，因此可以在成員內(nèi)部類中隨意訪問外部類的成員。從這里也間接說明了成員內(nèi)部類是依賴于外部類的，如果沒有創(chuàng)建外部類的對象，則無法對Outter this&0引用進(jìn)行初始化賦值，也就無法創(chuàng)建成員內(nèi)部類的對象了。

　　2.為什么局部內(nèi)部類和匿名內(nèi)部類只能訪問局部final變量？

　　想必這個問題也曾經(jīng)困擾過很多人，在討論這個問題之前，先看下面這段代碼：

123456789101112131415 publicclassTest {publicstaticvoidmain(String[] args) {}publicvoidtest(finalintb) {finalinta =10;newThread(){publicvoidrun() {System.out.println(a);System.out.println(b);};}.start();}}