全面解读Java编程中的内部类

Java内部类及其实例化
在 Java 中，允许在一个类（或方法、语句块）的内部定义另一个类，称为内部类(Inner Class)，有时也称为嵌套类(Nested Class)。

内部类和外层封装它的类之间存在逻辑上的所属关系，一般只用在定义它的类或语句块之内，实现一些没有通用意义的功能逻辑，在外部引用它时必须给出完整的名称。

使用内部类的主要原因有：
内部类可以访问外部类中的数据，包括私有的数据。
内部类可以对同一个包中的其他类隐藏起来。
当想要定义一个回调函数且不想编写大量代码时，使用匿名(anonymous)内部类比较便捷。
减少类的命名冲突。

请看下面的例子：

				?

									public class Outer {

									  private int size;

									  public class Inner {

									    private int counter = 10;

									    public void doStuff() {

									      size++;

									    }

									  }

									  public static void main(String args[]) {

									    Outer outer = new Outer();

									    Inner inner = outer.new Inner();

									    inner.doStuff();

									    System.out.println(outer.size);

									    System.out.println(inner.counter);

									    // 编译错误，外部类不能访问内部类的变量

									    System.out.println(counter);

									  }

									}

这段代码定义了一个外部类 Outer，它包含了一个内部类 Inner。将错误语句注释掉，编译，会生成两个 .class 文件：Outer.class 和 Outer$Inner.class。也就是说，内部类会被编译成独立的字节码文件。

内部类是一种编译器现象，与虚拟机无关。编译器将会把内部类翻译成用 $ 符号分隔外部类名与内部类名的常规类文件，而虚拟机则对此一无所知。

注意：必须先有外部类的对象才能生成内部类的对象，因为内部类需要访问外部类中的成员变量，成员变量必须实例化才有意义。

内部类是 Java 1.1 的新增特性，有些程序员认为这是一个值得称赞的进步，但是内部类的语法很复杂，严重破坏了良好的代码结构，违背了Java要比C++更加简单的设计理念。

内部类看似增加了—些优美有趣，实属没必要的特性，这是不是也让Java开始走上了许多语言饱受折磨的毁灭性道路呢？本教程并不打算就这个问题给予一个肯定的答案。

Java静态内部类、匿名内部类、成员式内部类和局部内部类
内部类可以是静态(static)的，可以使用 public、protected 和 private 访问控制符，而外部类只能使用 public，或者默认。
成员式内部类

在外部类内部直接定义（不在方法内部或代码块内部）的类就是成员式内部类，它可以直接使用外部类的所有变量和方法，即使是 private 的。外部类要想访问内部类的成员变量和方法，则需要通过内部类的对象来获取。

请看下面的代码：

				?

									public class Outer{

									  private int size;

									  public class Inner {

									    public void dostuff() {

									      size++;

									    }

									  }

									  public void testTheInner() {

									    Inner in = new Inner();

									    in.dostuff();

									  }

									}

成员式内部类如同外部类的一个普通成员。

成员式内部类可以使用各种修饰符，包括 public、protected、private、static、final 和 abstract，也可以不写。

若有 static 修饰符，就为类级，否则为对象级。类级可以通过外部类直接访问，对象级需要先生成外部的对象后才能访问。

非静态内部类中不能声明任何 static 成员。

内部类可以相互调用，例如：

				?

									class A {

									  // B、C 间可以互相调用

									  class B {}

									  class C {}

									}

成员式内部类的访问

内部类的对象以成员变量的方式记录其所依赖的外层类对象的引用，因而可以找到该外层类对象并访问其成员。该成员变量是系统自动为非 static 的内部类添加的，名称约定为“outClassName.this”。

1) 使用内部类中定义的非静态变量和方法时，要先创建外部类的对象，再由“outObjectName.new”操作符创建内部类的对象，再调用内部类的方法，如下所示：

				?

									public class Demo{

									  public static void main(String[] args) {

									    Outer outer = new Outer();

									    Outer.Inner inner = outer.new Inner();

									    inner.dostuff();

									  }

									}

									class Outer{

									  private int size;

									  class Inner{

									    public void dostuff() {

									      size++;

									    }

									  }

									}

2) static 内部类相当于其外部类的 static 成员，它的对象与外部类对象间不存在依赖关系，因此可直接创建。示例如下：

				?

									public class Demo{

									  public static void main(String[] args) {

									    Outer.Inner inner = new Outer.Inner();

									    inner.dostuff();

									  }

									}

									class Outer{

									  private static int size;

									  static class Inner {

									    public void dostuff() {

									      size++;

									      System.out.println("size=" + size);

									    }

									  }

									}

运行结果：

				?

									size=1

3) 由于内部类可以直接访问其外部类的成分，因此当内部类与其外部类中存在同名属性或方法时，也将导致命名冲突。所以在多层调用时要指明，如下所示：

				?

									public class Outer{

									  private int size;

									  public class Inner{

									    private int size;

									    public void dostuff(int size){

									      size++; // 局部变量 size;

									      this.size; // 内部类的 size

									      Outer.this.size++; // 外部类的 size

									    }

									  }

									}

局部内部类

局部内部类(Local class)是定义在代码块中的类。它们只在定义它们的代码块中是可见的。

局部类有几个重要特性：

仅在定义了它们的代码块中是可见的；
可以使用定义它们的代码块中的任何局部 final 变量；
局部类不可以是 static 的，里边也不能定义 static 成员；
局部类不可以用 public、private、protected 修饰，只能使用缺省的；

局部类可以是 abstract 的。

请看下面的代码：

				?

									public class Outer {

									  public static final int TOTAL_NUMBER = 5;

									  public int id = 123;

									  public void func() {

									    final int age = 15;

									    String str = "http://www.weixueyuan.net";

									    class Inner {

									      public void innerTest() {

									        System.out.println(TOTAL_NUMBER);

									        System.out.println(id);

									        // System.out.println(str);不合法，只能访问本地方法的final变量

									        System.out.println(age);

									      }

									    }

									    new Inner().innerTest();

									  }

									  public static void main(String[] args) {

									    Outer outer = new Outer();

									    outer.func();

									  }

									}

运行结果：

匿名内部类

匿名内部类是局部内部类的一种特殊形式，也就是没有变量名指向这个类的实例，而且具体的类实现会写在这个内部类里面。

注意：匿名类必须继承一个父类或实现一个接口。

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。使用匿名内部类实现：

				?

									abstract class Person {

									  public abstract void eat();

									}

									public class Demo {

									  public static void main(String[] args){

									    // 继承 Person 类

									    new Person() {

									      public void eat() {

									        System.out.println("eat something");

									      }

									    }.eat();

									  }

									}