• Java中的内部类与匿名内部类总结*


    内部类

    内部类不是很好理解,但说白了其实也就是一个类中还包含着另外一个类

    如同一个人是由大脑、肢体、器官等身体结果组成,而内部类相当于其中的某个器官之一,例如心脏:它也有自己的属性和行为(血液、跳动)

    显然,此处不能单方面用属性或者方法表示一个心脏,而需要一个类

    而心脏又在人体当中,正如同是内部类在外部内当中

    实例1:内部类的基本结构

    //外部类
    class Out {
        private int age = 12;
         
        //内部类
        class In {
            public void print() {
                System.out.println(age);
            }
        }
    }
     
    public class Demo {
        public static void main(String[] args) {
            Out.In in = new Out().new In();
            in.print();
            //或者采用下种方式访问
            /*
            Out out = new Out();
            Out.In in = out.new In();
            in.print();
            */
        }
    }

    运行结果:12

    从上面的例子不难看出,内部类其实严重破坏了良好的代码结构,但为什么还要使用内部类呢?

    因为内部类可以随意使用外部类的成员变量(包括私有)而不用生成外部类的对象,这也是内部类的唯一优点

    如同心脏可以直接访问身体的血液,而不是通过医生来抽血

    程序编译过后会产生两个.class文件,分别是Out.class和Out$In.class

    其中$代表了上面程序中Out.In中的那个 .

    Out.In in = new Out().new In()可以用来生成内部类的对象,这种方法存在两个小知识点需要注意

      1.开头的Out是为了标明需要生成的内部类对象在哪个外部类当中

      2.必须先有外部类的对象才能生成内部类的对象,因为内部类的作用就是为了访问外部类中的成员变量

    实例2:内部类中的变量访问形式

    class Out {
        private int age = 12;
         
        class In {
            private int age = 13;
            public void print() {
                int age = 14;
                System.out.println("局部变量:" + age);
                System.out.println("内部类变量:" + this.age);
                System.out.println("外部类变量:" + Out.this.age);
            }
        }
    }
     
    public class Demo {
        public static void main(String[] args) {
            Out.In in = new Out().new In();
            in.print();
        }
    }

    运行结果:

    局部变量:14
    内部类变量:13
    外部类变量:12

    从实例1中可以发现,内部类在没有同名成员变量和局部变量的情况下,内部类会直接访问外部类的成员变量,而无需指定Out.this.属性名

    否则,内部类中的局部变量会覆盖外部类的成员变量

    而访问内部类本身的成员变量可用this.属性名,访问外部类的成员变量需要使用Out.this.属性名

    实例3:静态内部类

    class Out {
        private static int age = 12;
         
        static class In {
            public void print() {
                System.out.println(age);
            }
        }
    }
     
    public class Demo {
        public static void main(String[] args) {
            Out.In in = new Out.In();
            in.print();
        }
    }

    运行结果:12

    可以看到,如果用static 将内部内静态化,那么内部类就只能访问外部类的静态成员变量,具有局限性

    其次,因为内部类被静态化,因此Out.In可以当做一个整体看,可以直接new 出内部类的对象(通过类名访问static,生不生成外部类对象都没关系)

     静态内部类,定义在类中,任何方法外,用static定义;静态内部类只能访问外部类的静态成员。
    生成(new)一个静态内部类不需要外部类成员:这是静态内部类和成员内部类的区别。静态内部类的对象可以直接生成:Outer.Inner in=new Outer.Inner();而不需要通过生成外部类对象来生成。这样实际上使静态内部类成为了一个顶级类。可以定义私有静态内部类。

    java实现静态内部类注意事项

    将某个内部类定义为静态类,跟将其他类定义为静态类的方法基本相同,引用规则也基本一致。不过其细节方面仍然有很大的不同。具体来说,主要有如下几个地方要引起注意。 
    1)一般情况下,如果一个内部类不是被定义成静态内部类,那么在定义成员变量或者成员方法的时候,是不能够被定义成静态成员变量与静态成员方法的。也就是说,在非静态内部类中不可以声明静态成员
    2)一般非静态外部类可以随意访问其外部类的成员变量以及方法(包括声明为private的方法),但是如果一个内部类被声明为static,则其在访问包括自身的外部类会有诸多的限制。静态内部类不能访问其外部类的非静态成员变量和方法
    3)在一个类中创建非静态成员内部类的时候,有一个强制性的规定,即内部类的实例一定要绑定在外部类的实例中。然后要在一个外部类中定义一个静态的内部类,不需要利用关键字new来创建内部类的实例。即在创建静态类内部对象时,不需要其外部类的对象

    实例4:私有内部类

    class Out {
        private int age = 12;
         
        private class In {
            public void print() {
                System.out.println(age);
            }
        }
        public void outPrint() {
            new In().print();
        }
    }
     
    public class Demo {
        public static void main(String[] args) {
            //此方法无效
            /*
            Out.In in = new Out().new In();
            in.print();
            */
            Out out = new Out();
            out.outPrint();
        }
    }

    运行结果:12

    如果一个内部类只希望被外部类中的方法操作,那么可以使用private声明内部类

    上面的代码中,我们必须在Out类里面生成In类的对象进行操作,而无法再使用Out.In in = new Out().new In() 生成内部类的对象

    也就是说,此时的内部类只有外部类可控制

    如同是,我的心脏只能由我的身体控制,其他人无法直接访问它

    实例5:方法内部类

    class Out {
        private int age = 12;
     
        public void Print(final int x) {
            class In {
                public void inPrint() {
                    System.out.println(x);
                    System.out.println(age);
                }
            }
            new In().inPrint();
        }
    }
     
    public class Demo {
        public static void main(String[] args) {
            Out out = new Out();
            out.Print(3);
        }
    }

    运行结果:

    3
    12

    在上面的代码中,我们将内部类移到了外部类的方法中,然后在外部类的方法中再生成一个内部类对象去调用内部类方法

    如果此时我们需要往外部类的方法中传入参数,那么外部类的方法形参必须使用final定义

    至于final在这里并没有特殊含义,只是一种表示形式而已

    匿名内部类

    匿名内部类也就是没有名字的内部类

    正因为没有名字,所以匿名内部类只能使用一次,它通常用来简化代码编写

    但使用匿名内部类还有个前提条件:必须继承一个父类或实现一个接口

    实例1:不使用匿名内部类来实现抽象方法

    abstract class Person {
        public abstract void eat();
    }
     
    class Child extends Person {
        public void eat() {
            System.out.println("eat something");
        }
    }
     
    public class Demo {
        public static void main(String[] args) {
            Person p = new Child();
            p.eat();
        }
    }

    运行结果:eat something

    可以看到,我们用Child继承了Person类,然后实现了Child的一个实例,将其向上转型为Person类的引用

    但是,如果此处的Child类只使用一次,那么将其编写为独立的一个类岂不是很麻烦?

    这个时候就引入了匿名内部类

    实例2:匿名内部类的基本实现

    abstract class Person {
        public abstract void eat();
    }
     
    public class Demo {
        public static void main(String[] args) {
            Person p = new Person() {
                public void eat() {
                    System.out.println("eat something");
                }
            };
            p.eat();
        }
    }

    运行结果:eat something

    可以看到,我们直接将抽象类Person中的方法在大括号中实现了

    这样便可以省略一个类的书写

    并且,匿名内部类还能用于接口上

     

    实例3:在接口上使用匿名内部类

    interface Person {
        public void eat();
    }
     
    public class Demo {
        public static void main(String[] args) {
            Person p = new Person() {
                public void eat() {
                    System.out.println("eat something");
                }
            };
            p.eat();
        }
    }

    运行结果:eat something

    由上面的例子可以看出,只要一个类是抽象的或是一个接口,那么其子类中的方法都可以使用匿名内部类来实现

    最常用的情况就是在多线程的实现上,因为要实现多线程必须继承Thread类或是继承Runnable接口

    实例4:Thread类的匿名内部类实现

    public class Demo {
        public static void main(String[] args) {
            Thread t = new Thread() {
                public void run() {
                    for (int i = 1; i <= 5; i++) {
                        System.out.print(i + " ");
                    }
                }
            };
            t.start();
        }
    }

    运行结果:1 2 3 4 5

    实例5:Runnable接口的匿名内部类实现

    public class Demo {
        public static void main(String[] args) {
            Runnable r = new Runnable() {
                public void run() {
                    for (int i = 1; i <= 5; i++) {
                        System.out.print(i + " ");
                    }
                }
            };
            Thread t = new Thread(r);
            t.start();
        }
    }

    运行结果:1 2 3 4 5

    使用的形参为何要为final

    我们给匿名内部类传递参数的时候,若该形参在内部类中需要被使用,那么该形参必须要为final。也就是说:当所在的方法的形参需要被内部类里面使用时,该形参必须为final。

          为什么必须要为final呢?

          首先我们知道在内部类编译成功后,它会产生一个class文件,该class文件与外部类并不是同一class文件,仅仅只保留对外部类的引用。当外部类传入的参数需要被内部类调用时,从java程序的角度来看是直接被调用:

    复制代码
    public class OuterClass {
        public void display(final String name,String age){
            class InnerClass{
                void display(){
                    System.out.println(name);
                }
            }
        }
    }
    复制代码

          从上面代码中看好像name参数应该是被内部类直接调用?其实不然,在java编译之后实际的操作如下:

    复制代码
    public class OuterClass$InnerClass {
        public InnerClass(String name,String age){
            this.InnerClass$name = name;
            this.InnerClass$age = age;
        }
        
        
        public void display(){
            System.out.println(this.InnerClass$name + "----" + this.InnerClass$age );
        }
    }
    复制代码

          所以从上面代码来看,内部类并不是直接调用方法传递的参数,而是利用自身的构造器对传入的参数进行备份,自己内部方法调用的实际上时自己的属性而不是外部方法传递进来的参数。

          直到这里还没有解释为什么是final?在内部类中的属性和外部方法的参数两者从外表上看是同一个东西,但实际上却不是,所以他们两者是可以任意变化的,也就是说在内部类中我对属性的改变并不会影响到外部的形参,而然这从程序员的角度来看这是不可行的,毕竟站在程序的角度来看这两个根本就是同一个,如果内部类该变了,而外部方法的形参却没有改变这是难以理解和不可接受的,所以为了保持参数的一致性,就规定使用final来避免形参的不改变。

          简单理解就是,拷贝引用,为了避免引用值发生改变,例如被外部类的方法修改等,而导致内部类得到的值不一致,于是用final来让该引用不可改变。

          故如果定义了一个匿名内部类,并且希望它使用一个其外部定义的参数,那么编译器会要求该参数引用是final的

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