引言

Java不僅可以定義變量和方法,還可以定義類.
內(nèi)部類允許你把一些邏輯相關(guān)的類組織在一起,并可以控制內(nèi)部中類的可見性.
這么看來,內(nèi)部類就像是代碼一種隱藏機制:將類放在其他類的內(nèi)部,從而隱藏名字和組織代碼的模式.
根據(jù)定義方式的不同,分為四種類型: 靜態(tài)內(nèi)部類, 成員內(nèi)部類,局部內(nèi)部類,匿名內(nèi)部類

內(nèi)部類的共性

• 依然是一個獨立的類,在編輯之后內(nèi)部類會被編輯成獨立的.class文件,但是前面會添加外部類的類名和$符號
• 聲明為靜態(tài)的,就不能隨便訪問外部類的成員變量了,此時內(nèi)部類只能訪問外部類的靜態(tài)成員變量或方法
• 外部類不能直接訪問內(nèi)部類的成員,但可以通過內(nèi)部類對象來訪問

內(nèi)部類是外部類的一個成員,因此內(nèi)部類可以自由訪問外部類的成員變量,無論是否為private.
因為某個外圍類對象創(chuàng)建內(nèi)部類對象時,此內(nèi)部類會捕獲一個隱式引用,它引用了實例化內(nèi)部對象的外圍類對象,通過這個指針,可以訪問外圍類對象的全部狀態(tài).

實現(xiàn)原理
反編譯內(nèi)部類字節(jié)碼,分析主要通過以下幾步做到的:

1. 編譯器為內(nèi)部類添加一個成員變量,它的類型和外部類的類型相同,這個成員變量就是指向外部類對象的引用
2. 編譯器為內(nèi)部類的構(gòu)造方法添加一個參數(shù),參數(shù)類型是外部類類型,在構(gòu)造方法內(nèi)部使用這個參數(shù)為1中添加的成員變量賦值
3. 在調(diào)用內(nèi)部類的構(gòu)造函數(shù)初始化內(nèi)部類對象時,會默認(rèn)傳入外部類的引用

下面我們舉個例子來看一下:

public class Outter {private Inner inner = null;public Outter() {}public Inner getInnerInstance() {if(inner == null)inner = new Inner();return inner;}protected class Inner {public Inner() {}}
}

反編譯Outter$Inner.class文件得到下面信息:

E:\Workspace\Test\bin\com\cxh\test2>javap -v Outter$Inner
Compiled from "Outter.java"
public class com.cxh.test2.Outter$Inner extends java.lang.ObjectSourceFile: "Outter.java"InnerClass:#24= #1 of #22; //Inner=class com/cxh/test2/Outter$Inner of class com/cxh/tes
t2/Outterminor version: 0major version: 50Constant pool:
const #1 = class        #2;     //  com/cxh/test2/Outter$Inner
const #2 = Asciz        com/cxh/test2/Outter$Inner;
const #3 = class        #4;     //  java/lang/Object
const #4 = Asciz        java/lang/Object;
const #5 = Asciz        this$0;
const #6 = Asciz        Lcom/cxh/test2/Outter;;
const #7 = Asciz        <init>;
const #8 = Asciz        (Lcom/cxh/test2/Outter;)V;
const #9 = Asciz        Code;
const #10 = Field       #1.#11; //  com/cxh/test2/Outter$Inner.this$0:Lcom/cxh/t
est2/Outter;
const #11 = NameAndType #5:#6;//  this$0:Lcom/cxh/test2/Outter;
const #12 = Method      #3.#13; //  java/lang/Object."<init>":()V
const #13 = NameAndType #7:#14;//  "<init>":()V
const #14 = Asciz       ()V;
const #15 = Asciz       LineNumberTable;
const #16 = Asciz       LocalVariableTable;
const #17 = Asciz       this;
const #18 = Asciz       Lcom/cxh/test2/Outter$Inner;;
const #19 = Asciz       SourceFile;
const #20 = Asciz       Outter.java;
const #21 = Asciz       InnerClasses;
const #22 = class       #23;    //  com/cxh/test2/Outter
const #23 = Asciz       com/cxh/test2/Outter;
const #24 = Asciz       Inner;{
/看中間的代碼
final com.cxh.test2.Outter this$0;   //注意這一行代碼!!!
/看中間的代碼
public com.cxh.test2.Outter$Inner(com.cxh.test2.Outter);Code:Stack=2, Locals=2, Args_size=20:   aload_01:   aload_12:   putfield        #10; //Field this$0:Lcom/cxh/test2/Outter;5:   aload_06:   invokespecial   #12; //Method java/lang/Object."<init>":()V9:   returnLineNumberTable:line 16: 0line 18: 9LocalVariableTable:Start  Length  Slot  Name   Signature0      10      0    this       Lcom/cxh/test2/Outter$Inner;
}

final com.cxh.test2.Outter this$0;
這是一個指向外部類對象的指針.
也就是說,編譯器會默認(rèn)成員內(nèi)部類添加了一個指向外部類對象的引用

那這個引用如何賦初值呢?
下面接著看一下內(nèi)部類的構(gòu)造器
public com.cxh.test2.Outter$Inner(com.cxh.test2.Outter);
雖然我們定義的內(nèi)部類的構(gòu)造器說無參構(gòu)造器,但是編譯器還是默認(rèn)添加一個參數(shù),該參數(shù)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指針便指向類外部類對象,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.

成員內(nèi)部類

成員內(nèi)部類像是外部類的一個成員,它定義在另一個類的內(nèi)部
成員內(nèi)部類分為兩種:

1. 靜態(tài)成員內(nèi)部類: 使用static修飾類
2. 非靜態(tài)成員內(nèi)部類: 不實用static修飾類,在沒說明是靜態(tài)成員內(nèi)部類時,默認(rèn)成員內(nèi)部類指的是非靜態(tài)成員內(nèi)部類

靜態(tài)內(nèi)部類

定義在類內(nèi)部的靜態(tài)類,就是靜態(tài)內(nèi)部類.
靜態(tài)內(nèi)部類不需要依賴外部類,這點和靜態(tài)成員屬性類似,并且它不能使用外部類的非Static成員變量和方法.
因為沒有外部類對象的情況下,我們可以創(chuàng)建出靜態(tài)內(nèi)部類對象,這時候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.

public class Out {private static int a;private int b;public static class Inner {public void print() {System.out.println(a);}}
}

訪問作用域: 可以訪問外部類所有的靜態(tài)變量和方法,即使是private也一樣可以訪問
與類不同點: 和一般類一致,可以定義靜態(tài)變量,方法,構(gòu)造方法等
使用的方法: 外部類.靜態(tài)內(nèi)部類。如:Out.Inner inner = new Out.Inner();inner.print();

非靜態(tài)內(nèi)部類

最普通的內(nèi)部類,定義位于另一類的內(nèi)部,如下面形式

class Circle {double radius = 0;public Circle(double radius) {this.radius = radius;}class Draw {     //內(nèi)部類public void drawSahpe() {System.out.println("drawshape");}}
}

類Draw像是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)
但是外部類訪問內(nèi)部類成員,首先要創(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

• 內(nèi)部類訪問外部類

class Circle {private double radius = 0;public static int count =1;public Circle(double radius) {this.radius = radius;}class Draw {     //內(nèi)部類public void drawSahpe() {System.out.println(radius);  //外部類的private成員System.out.println(count);   //外部類的靜態(tài)成員}}
}

• 外部類訪問內(nèi)部類

class Circle {private double radius = 0;public Circle(double radius) {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}private Draw getDrawInstance() {return new Draw();}class Draw {     //內(nèi)部類public void drawSahpe() {System.out.println(radius);  //外部類的private成員}}
}

注意:
成員內(nèi)部類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:
外部類.this.成員變量
外部類.this.成員方法

局部內(nèi)部類

定義在一個方法或者一個作用域里面的內(nèi),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).

class People{public People() {}
}class Man{public Man(){}public People getWoman(){class Woman extends People{   //局部內(nèi)部類int age =0;}return new Woman();}
}

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.

匿名內(nèi)部類

這個應(yīng)該是我們編寫代碼時用的最多的,在編寫事件監(jiān)聽的代碼時使用匿名內(nèi)部類不但方便,而且使代碼更容易維護(hù).

public class AnonymousInnerClassExample {  public static void main(String[] args) {  // 創(chuàng)建一個訂單處理系統(tǒng)實例  OrderProcessingSystem system = new OrderProcessingSystem();  // 創(chuàng)建一個訂單實例  Order order = new Order("123", 100.0);  // 使用匿名內(nèi)部類實現(xiàn)一個打印訂單詳情的處理器  system.process(order, new OrderProcessor() {  @Override  public void processOrder(Order order) {  System.out.println("Processing order: " + order);  }  });  // 使用另一個匿名內(nèi)部類實現(xiàn)一個打折處理訂單的邏輯  system.process(order, new OrderProcessor() {  @Override  public void processOrder(Order order) {  double discount = 0.1; // 假設(shè)打10%的折扣  double discountedAmount = order.getAmount() * (1 - discount);  System.out.println("Processing discounted order: " + order + " with discounted amount: " + discountedAmount);  }  });  }  
}

使用匿名內(nèi)部類的好處顯而易見

1. 比較簡潔,只需要實現(xiàn)一個接口的簡單任務(wù),使用它可以避免創(chuàng)建額外命名類
2. 可以訪問其外部類所有成員(包括私有成員),在某些場景下非常靈活

內(nèi)部類的使用場景和好處

為什么Java需要內(nèi)部類呢?總結(jié)有下面四點:

• 每個內(nèi)部類都能獨立的繼承一個接口的實現(xiàn),無論外部類是否已經(jīng)繼承了某個(接口)實現(xiàn),對于內(nèi)部類都沒有影響.
  解釋一下:
  Java本身不支持類的多繼承,但可以通過內(nèi)部類來實現(xiàn)接口的多繼承效果.我們可以在一個外部類中定義多個內(nèi)部類,每個內(nèi)部類都可以實現(xiàn)不同的接口,從而達(dá)到類類似多繼承的效果.
  舉個簡單的代碼例子來說明這個概念:

// 定義一個接口A  
interface InterfaceA {  void methodA();  
}  // 定義另一個接口B  
interface InterfaceB {  void methodB();  
}  // 外部類  
class OuterClass {  // 外部類可以繼承自一個類，這里我們假設(shè)它繼承自O(shè)bject（實際上所有類都隱式繼承自O(shè)bject）  // 內(nèi)部類1，實現(xiàn)接口A  private class InnerClassA implements InterfaceA {  @Override  public void methodA() {  System.out.println("Implementing methodA from InterfaceA in InnerClassA");  }  }  // 內(nèi)部類2，實現(xiàn)接口B  private class InnerClassB implements InterfaceB {  @Override  public void methodB() {  System.out.println("Implementing methodB from InterfaceB in InnerClassB");  }  }  // 可以提供獲取內(nèi)部類實例的方法  public InterfaceA getInnerClassA() {  return new InnerClassA();  }  public InterfaceB getInnerClassB() {  return new InnerClassB();  }  
}  // 使用示例  
public class Main {  public static void main(String[] args) {  OuterClass outer = new OuterClass();  // 獲取并調(diào)用內(nèi)部類A的方法  InterfaceA innerA = outer.getInnerClassA();  innerA.methodA();  // 獲取并調(diào)用內(nèi)部類B的方法  InterfaceB innerB = outer.getInnerClassB();  innerB.methodB();  }  
}

2. 方便將存在一定邏輯關(guān)系的類組織在一起,又可以對外界隱藏
3. 方便編寫事件驅(qū)動程序
4. 方便編寫線程代碼