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Java | 内部类(Inner Class)

开发技术 开发技术 2周前 (06-24) 21次浏览

前言

  • 本文内容主要来自 Java 官方教程中的《嵌套类》章节。
  • 本文提供的是 JDK 14 的示例代码。

定义

内部类(Inner Class),是 Java 中对类的一种定义方式,是嵌套类的一个分类,即非静态嵌套类(Non-Static Nested Class)。内部类(非静态嵌套类)分为成员内部类、局部内部类和匿名内部类三种。

Java 编程语言允许一个类被定义在另一个类中,这样的类就称为嵌套类。嵌套类分为两种:静态的和非静态的。没有用 static 关键字来声明的嵌套类,就称为非静态嵌套类。非静态嵌套类,又称为内部类。内部类还有两个特殊的类型:局部类(Local Class)和匿名类(Anonymous Class)。

包含嵌套类的类,可称为外围类(Enclosing Class)或外部类(Outer Class)。非静态嵌套类(内部类)可访问其外围类的其他成员,即使这些成员被声明为私有的。若内部类作为其外部类的成员,则它可声明为 privatepublicprotected 或包私有的。

  • 提示:外部类只能声明为 public 或包私有的。

概述

作为其外部类成员的内部类,称为成员内部类。除另有说明外,“内部类”通常是指成员内部类。

与实例的方法和变量一样,内部类与其外围类的实例相关联,并可直接访问该外围类对象的方法和字段。此外,由于内部类与实例相关联,因此不能在内部类中定义任何静态成员。

 1 /**
 2  * 定义一个公共的 OuterClass 类。
 3  */
 4 public class OuterClass {
 5     private final String name;
 6 
 7     public static void main(String[] args) {
 8         String name = "Java";
 9         OuterClass outerObject = new OuterClass(name);
10         OuterClass.InnerClass innerObject = outerObject.new InnerClass();
11         System.out.println(outerObject.getName());
12         System.out.println(innerObject.getName());
13     }
14 
15     /**
16      * 定义一个 OuterClass 类的构造方法。
17      *
18      * @param name 表示一个名称字符串。
19      */
20     public OuterClass(String name) {
21         this.name = name;
22     }
23 
24     public String getName() {
25         return name;
26     }
27 
28     /**
29      * 定义一个私有的 InnerClass 类。
30      */
31     private class InnerClass {
32         private final String name;
33 
34         /**
35          * 定义一个 InnerClass 类的构造方法。
36          */
37         public InnerClass() {
38             name = OuterClass.this.name + " (in the inner object)";
39         }
40 
41         public String getName() {
42             return name;
43         }
44     }
45 }
46 /* 输出结果:
47 Java
48 Java (in the inner object)
49 
50  */

在上述示例中,InnerClass 类的实例只能存在于 OuterClass 类的实例中,并且可以直接访问 OuterClass 类的实例的方法和字段。

要实例化内部类,就必须首先实例化外部类。然后,使用以下语法在外部对象中创建内部对象:

1         OuterClass.InnerClass innerObject = outerObject.new InnerClass();
  • 提示:可以用内部类来实现助手类(Helper Class)。如要处理用户界面的事件,就必须知道如何使用内部类,因为内部类广泛地使用在事件处理机制上。

遮蔽 – 重名问题

 1 public class Outer {
 2     String name = "这是外部类的成员变量名";
 3     int num = 12;
 4 
 5     public static void main(String[] args) {
 6         Outer outer = new Outer();
 7         Outer.Inner inner = outer.new Inner();
 8         int num = 56;
 9         inner.methodInInner(num);
10     }
11 
12     public Outer() {
13     }
14 
15     class Inner {
16         String name = "这是内部类的成员变量名";
17         int num = 34;
18 
19         public Inner() {
20         }
21 
22         void methodInInner(int num) {
23             String name = "这是内部类方法的局部变量名";
24             System.out.println("name:" + name);
25             System.out.println("this.name:" + this.name);
26             System.out.println("Outer.this.name:" + Outer.this.name);
27             System.out.println("================================");
28             System.out.println("num = " + num);
29             System.out.println("this.num = " + this.num);
30             System.out.println("Outer.this.num = " + Outer.this.num);
31         }
32     }
33 }
34 /* 输出结果:
35 name:这是内部类方法的局部变量名
36 this.name:这是内部类的成员变量名
37 Outer.this.name:这是外部类的成员变量名
38 ================================
39 num = 56
40 this.num = 34
41 Outer.this.num = 12
42 
43  */

在上述示例中,外部类的字符串成员变量、内部类的字符串成员变量和内部类方法的字符串局部变量发生重名,则内部类方法的字符串局部变量的声明,遮蔽了外部类和内部类中的同名成员变量的作用域(如同将二者隐藏起来),使二者不能仅以名称来引用。

同样的,外部类的整型成员变量、内部类的整型成员变量和内部类方法的整型参数发生重名,则内部类方法的整型参数的声明,遮蔽了外部类和内部类中的同名成员变量的作用域(如同将二者隐藏起来),使二者不能仅以名称来访问使用。

如需在内部类方法中访问内部类的重名成员变量,请使用 this 关键字,如下:

1             System.out.println("this.name:" + this.name);
2             System.out.println("this.num = " + this.num);

如需在内部类方法中访问外部类的重名成员变量,请使用外部类名加 this 关键字,如下:

1             System.out.println("Outer.this.name:" + Outer.this.name);
2             System.out.println("Outer.this.num = " + Outer.this.num);

禁止序列化 – 兼容性问题

Java 语言强烈建议禁止对内部类(包括局部类和匿名类)进行序列化

当 Java 编译器编译某些构造方法(如内部类)时,它会创建合成结构。与合成结构相关的类及其构造方法、字段和方法,在源代码中是没有的。合成结构能使 Java 编译器实现新的 Java 语言特性,而无需对 JVM 进行更改。

然而,不同的 Java 编译器可能会创建不同的合成结构,这意味着 .class 文件在不同的实现中也会有所不同。因此,如果将内部类序列化,然后用不同的 JRE 将其反序列化,则可能会出现兼容性问题。

局部类和匿名类

局部类和匿名类是内部类的两个特殊的类型。

在方法体中声明的内部类,称为局部内部类,亦称局部类。局部类是有类名的。

在方法体中声明的无需命名的内部类,称为匿名内部类,亦称匿名类。匿名类是没有类名的。


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