Java 面向对象（九）内部类

一、概述

　　1、引入

　　　　类的成员包括：

1、属性：成员变量
2、方法：成员方法
3、构造器
4、代码块
5、内部类：成员内部类

　　　　其中 1、2是代表这类事物的特征

　　　  其中3、4是初始化类和对象用的

　　　  其中5协助完成2的功能的实现，表现

　　2、定义

　　　　内部类：将一个类 A 定义在另一个类 B 里面，里面的那个类 A 就称为 内部类，类 B 则称为 外部类。

　　3、分类

　　　　根据内部类的所在的位置不同：

　　　　（1）成员内部类：外部类中方法外；

　　　　（2）局部内部类：方法体内（也可以在代码块内）

二、成员内部类

　　1、概述及分类

　　　　成员内部类：定义在 类中方法外 的类。

　　　　（1）有 static 修饰的：静态成员内部类，简称为 静态内部类。

　　　　（2）没有static修饰的，非静态成员内部类，简称 成员内部类。

　　　　 扩展：什么情况下会用到成员内部类（方法外声明的）？

当描述一个事物时，发现它的内部还有一个完整的结构需要用一个类来描述；
并且发现这内部的结构，如果独立存在是没有意义的，必须在这个外部类中才有意义。而且这个内部结构只为这个外部类服务。

例如：Body身体，发现它内部还有完整的结果，如：心脏，发现心脏单独创建对象没有意义，只有在 Body 对象中才有意义，而且只为 Body 对象服务。

　　2、静态成员内部类（静态内部类）

　　　　（1）语法格式：

【修饰符】 class 外部类  【 extends 父类】 【implements 父接口们】{
　　【其他修饰符】 static class 内部类  【 extends 父类】 【implements 父接口们】{
　　 }
 }

　　             注意：

　　　　　　　　① 只有成员内部类才能用 static 修饰，其他的外部类，局部内部类等够不可以用 static 修饰。

　　　　　　　　② 外部类，内部类的父类，父接口都没有关系，各是各自的。

　　　　（2）特点

　　　　　　　① 静态内部类中，可以出现原本类中能够定义的所有的成员

　　　　　　　　　　属性：可以有静态属性和非静态属性；

　　　　　　　　　　方法：可以有静态方法和非静态方法，如果静态内部类是抽象类，还可定义抽象方法；

　　　　　　　　　　构造方法：有参方法、无参方法；

　　　　　　　　　　代码块：可以有静态代码块和非静态代码块；

　　　　　　　　　　内部类：允许，但很少再写内部类（臃肿）

　　　　　　　② 静态内部类中不能使用外部类的非静态的成员；

　　　　　　　③ 在外部类中，使用静态内部类，和使用其他的类一样的原则；

　　　　　　　　　　 如果使用静态内部类的静态成员，直接“静态内部类名.”

　　　　　　　　　　 如果使用静态内部类的非静态成员，直接“静态内部类对象名.”

　　　　　　　④ 在外部类的外面，使用静态内部类

　　　　　　　　　　 如果使用静态内部类的静态成员，直接“类名”

　　　　　　　　　　　　 使用 外部类名.静态内部类名.静态方法；

　　　　　　　　　　　　 使用 import  包.外部类名.静态内部类名;然后在代码中使用 “静态内部类名”

　　　　　　　⑤ 静态内部类不会随着外部类的初始化一起初始化，而是要在使用到这个静态内部类才会初始化；

　　　　（3）总结

　　　　　　　　① 同级的来说静态的不能直接使用非静态的；

　　　　　　　　② 访问一个类的静态成员，用 “类名.” 即可；访问一个类的非静态成员，用 “对象名.” 即可。

　　　　　　　　③ 当使用到这个类时，这个类才会进行初始化；

　　　　  Demo：

package com.java.test;
//import com.java.test.Outer.Inner;

public class TestStaticInner {
    public static void main(String[] args) {
       // 访问内部类的静态方法
               // Inner.test();//上面有导包语句，import 包.外部类名.静态内部类名;
        
        Outer.Inner.test();//外部类名.静态内部类名.静态方法（不使用导包语句）
        
       // 访问内部类的非静态方法
                //  Inner in = new Inner();//上面有导包语句，import 包.外部类名.静态内部类名;
        Outer.Inner in = new Outer.Inner();
        in.method();
        
        Outer out = new Outer();  // 内部类不会初始化
        out.outMethod();              // 该方法中用到内部类，内部类会进行初始化
    }
}
class Outer{
    private int i = 1;
    private static int j = 2;
    
    static{
        System.out.println("外部类的静态代码块");
    }
    
    static class Inner{
        static{
            System.out.println("静态内部类的代码块");
        }
        
        public void method(){
            System.out.println("静态内部类的非静态方法");
            //System.out.println(i);//错误，不能访问非静态的
            System.out.println(j);
        }
        
        public static void test(){
            System.out.println("静态内部类的静态方法");
        }
    }
    // 外部类访问内部类
    public void outMethod(){
        Inner in = new Inner();
        in.method();//非静态方法，用对象名.访问
        
        Inner.test();//静态方法，用类名.访问
    }
}

　　3、非静态成员内部类

　　　　（1）语法格式：

【修饰符】 class 外部类 【 extends 父类】 【implements 父接口们】{
　　【其他修饰符】  class 内部类  【 extends 父类】 【implements 父接口们】{
　　 }
 }

　　　　（2）特点

　　　　　　　① 在非静态内部类中，不能出现任何和 static 有关的声明；

　　　　　　　② 在非静态内部类中，可以随意访问外部类的所有的成员，包括静态的和非静态的；

　　　　　　　③ 在外部类的静态成员中，不能使用非静态的成员内部类

　　　　　　　④ 在外部类的外面使用

　　　　　　　　　　第一步：先创建外部类的对象

　　　　　　　　　　第二步：要么通过外部类的对象，去创建内部类的对象

Outer out = new Outer();
Outer.Inner in = out.new Inner();

　　　　　　　　　　　　　　要么通过外部类的对象，去获取内部类的对象

Outer out = new Outer();
Outer.Inner in  = out.getInner();

　　

　　　　 Demo：

public class TestNonStaticInner {
    public static void main(String[] args) {
        //Outer.Inner in = new Outer.Inner();//错误的
        
        //在这里使用Inner,因为此时的Inner是Outer的非静态成员，所以需要用到Outer的对象
        Outer out = new Outer();
        //Outer.Inner in = out.new Inner();
        Outer.Inner in  = out.getInner();
        in.method();
    }
}
class Outer{
    private int i = 1;
    private static int j = 2;
    
    class Inner{
        public void method(){
            System.out.println("非静态内部类的非静态方法");
            System.out.println(i);
            System.out.println(j);
        }
    }
    
    public static void outTest(){
        //Inner in = new Inner();//静态的方法不能访问非静态的成员
    }
    public void outMethod(){
        Inner in = new Inner();
        in.method();
    }
    
    public Inner getInner(){
        return new Inner();
    }
}

　　案例：创建一个外部类，里面有一个抽象内部类，并有一个抽象方法，要求写一个类去继承该内部类。

　　代码：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        MySub my = new MySub(new Outer());
        my.test();
    }
}
class Outer{
    abstract class Inner{
        public abstract void test();
    }
}
class MySub extends Outer.Inner{
    MySub(Outer out){
        out.super();//需要外部类的对象，才能调用非静态内部类的构造器
    }

    @Override
    public void test() {
        System.out.println("hello");
    }
}

　   说明：

　　　　① 使用非静态内部类名时，可以使用：import 包.外部类名.内部类名; 或 外部类名.内部类名；

　　　　② 要调用非静态内部类的构造器，需要用到外部类的对象

　　　　③ 因为子类的构造器的首行一定要调用父类的构造器，默认调用父类的无参构造（需要借助外部类对象）

　　　　④ 继承抽象类，要重写抽象的抽象方法

　　注意：内部类仍然是一个独立的类，在编译之后会内部类会被编译成独立的 .class 文件，但是前面冠以外部类的类名和 $ 符号。如：Person$Heart.class

三、局部内部类

　　1、概述

　　　　局部内部类：定义在 类中方法内 的类，就是局部内部类。即只有当前所属的方法才能使用它，出了这个方法外面就不能使用。

　　　　（1）有名字的局部内部类：简称 局部内部类；

　　　　（2）没名字的局部内部类：简称 匿名内部类。

　　2、定义格式

　　　　局部内部类定义格式：

【修饰符】 class 外部类名称 {
    【修饰符】 返回值类型 外部类方法名称(参数列表) {
        【修饰符】 class 有名字的局部内部类名称 {
            // ...
        }
    }
}

　　        说明：如果子类调用的是父类的无参构造，那么()中实参列表不用写；如果子类调用的是父类的有参构造，那么就在()中传入实参列表

　　　　　定义一个类的时候，权限修饰符规则：

　　　　（1）外部类： public / (default)

　　　　（2）成员内部类：public / protected / (default) / private 

　　　　（3）局部内部类：不加任何修饰符

　　3、特点

　　　　（1）局部内部类的修饰符，只能有 abstract 或 final

　　　　（2）该类有作用域

　　　　（3）如果局部内部类在静态方法中，不能使用外部类的非静态成员

　　　　（4）在局部内部类中，可以使用当前局部内部类所在方法的局部变量，但是要求，这个局部变量必须是 final的常量。

　　　　　　在Java8时，如果某个局部变量被局部内部类使用了，会自动添加final变为常量，一旦变为常量，它的值就不能修改了。

　　　　　　为什么它要这么要求？加final

　　　　　　避免局部内部类对象被返回到外部类的外面使用时，访问不到这个局部变量，所以要把这个局部变量变为final的常量。（常量在方法区中）

　　　　　　　原因：

　　　　　　　　① new出来的对象在堆内存当中。

　　　　　　　　② 局部变量是跟着方法走的，在栈内存当中。

　　　　　　　　③ 方法运行结束之后，立刻出栈，局部变量就会立刻消失。

　　　　　　　　④ 但是new出来的对象会在堆当中持续存在，直到垃圾回收消失。

　　　　Demo：

public class TestLocalInner {
    public static void main(String[] args) {
        Outer out = new Outer();
        Father in = out.test();//在外部类的外面虽然不能使用局部内部类，但是可以得到它的对象
        System.out.println(in.getClass());
        in.method();//在这里仍然可以访问到这个a，那么这个a就不能存在栈中，得挪到方法区，变为常量
    }
}
abstract class Father{
    public abstract void method();
}
class Outer{
    private int i = 1;//成员变量，实例变量，非静态成员变量
    private static int j = 2;//成员变量，类变量，静态变量
    
    public Father test(){
        //Inner in = new Inner();   现在还没有声明该类，不能使用
        
        final int a = 10;//局部变量==>局部的常量
        
        //局部内部类
        class Inner extends Father{
            public void method(){
                System.out.println(i);
                System.out.println(j);
                System.out.println(a);
            }
        }
        
        Inner in = new Inner();
        in.method();
        
        return in;
    }
    
    public void method(){
        //Inner in = new Inner();  超过了作用域
    }
    
    public static void fun(){
        //局部内部类
        class Inner{
            public void method(){
                //System.out.println(i);//是因为fun方法是静态的
                System.out.println(j);
            }
        }
    }
}

四、匿名内部类【重要】

　　1、概述

　　　　匿名内部类：是内部类的简化写法。它的本质是一个 带具体实现的  父类或者父接口的 匿名的 子类对象。

　　　　开发中，最常用到的内部类就是匿名内部类了，以接口为例，当你使用一个接口时，都得做如下几步操作：

　　　　（1）定义子类

　　　　（2）重写接口中的方法

　　　　（3）创建子类对象

　　　　（4）调用重写后的方法

　　　　而匿名类就可以把以上四步合成一步。

　　　　前提：匿名内部类必须继承一个父类或者实现一个父接口

　　2、格式

　　　　定义格式：

new 父类名或者接口名(){
    // 方法重写
    @Override
    public void method() {
        // 执行语句
    }
};

　　   特殊：声明匿名内部类与创建它的对象是一起完成的，即匿名内部类只有唯一的对象。

　　3、使用方式

　　　　以接口为例，匿名内部类的使用。

　　　定义接口：

public abstract class FlyAble{
    public abstract void fly();
}

　         创建匿名内部类，并调用：

public class InnerDemo {
    public static void main(String[] args) {
        /*
        1.等号右边:是匿名内部类，定义并创建该接口的子类对象
        2.等号左边:是多态赋值,接口类型引用指向子类对象
       */
        FlyAble f = new FlyAble(){
        　　public void fly() {
            　　System.out.println("我飞了~~~");
        　　}
        };
        //调用 fly方法,执行重写后的方法
        f.fly();
    }
}

　　通常在方法的形式参数是接口或者抽象类时，也可以将匿名内部类作为参数传递。如下所示

public class InnerDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        /*
        1.等号右边:定义并创建该接口的子类对象
        2.等号左边:是多态,接口类型引用指向子类对象
        */
        FlyAble f = new FlyAble(){
        　　public void fly() {
            　　System.out.println("我飞了~~~");
        　　}
    };
    // 将f传递给showFly方法中
        showFly(f);
    } 
    public static void showFly(FlyAble f) {
        f.fly();
    }
}

　　将以上两步，也可以简化为一步：

public class InnerDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
    /*
        创建匿名内部类,直接传递给showFly(FlyAble f)
    */
    showFly( new FlyAble(){
         public void fly() {
            System.out.println("我飞了~~~");
        }
    });
} 
    public static void showFly(FlyAble f) {
        f.fly();
    }
}