【Java基础之内部类】Java内部类作用和详解

来源:互联网 发布:大数据培训机构 骗局 编辑:程序博客网 时间:2024/05/19 04:55

定义在一个类内部的类叫内部类,包含内部类的类称为外部类。
内部类可以声明public、protected、private等访问限制,可以声明为abstract的供其他内部类或外部类继承与扩展,或者声明为static、final的,也可以实现特定的接口。
static的内部类行为上象一个独立的类,非static在行为上类似类的属性或方法且禁止声明static的方法。内部类可以访问外部类的所有方法与属性,但static的内部类只能访问外部类的静态属性与方法。Java的设计者在内部类身上的确是专心良苦。学会使用内部类,是把握Java高级编程的一部分,它可以让你更优雅地设计你的程序结构。为什么需要内部类?java中的内部类和接口加在一起,可以实现多继承。可以使某些编码根简洁。隐藏你不想让别人知道的操作。
一、 定义

放在一个类的内部的类我们就叫内部类。

二、 作用

1、内部类可以很好的实现隐藏,因为 一般的非内部类,是不允许有 private 与protected权限的,但内部类可以。

2、内部类拥有外围类的所有元素的访问权限

3、可是实现多重继承

4、可以避免修改接口而实现同一个类中两种同名方法的调用。

三、实例

1.实现隐藏

   平时我们对类的访问权限,都是通过类前面的访问修饰符来限制的,一般的非内部类,是不允许有private 与protected权限的,但内部类可以,所以我们能通过内部类来隐藏我们的信息。可以看下面的例子

接口

package insidecategory; public interface Incrementable{ void increment();}
具体类

package insidecategory; public class Example {   <strong>   private class InsideClass implements InterfaceTest    {         public void test()         {             System.out.println("这是一个测试");         }    }</strong>    public InterfaceTest getIn()    {        return new InsideClass();    }}
上面加粗的部分是内部类,访问修饰符是private

客户端程序

package insidecategory; public class TestExample {  public static void main(String args[]) {    <strong>Example a=new Example();    InterfaceTest a1=a.getIn();    a1.test();</strong> }}
加粗的那部分就是客户端调用的代码,从这段代码里面我只知道Example的

getIn()方法能返回一个InterfaceTest 实例但我并不知道这个实例是这么实现的。而且由于InsideClass是private的,所以我们如果不看代码的话根本看不到这个具体类的名字,所以说它可以很好的实现隐藏。

2.可以无条件地访问外围类的所有元素

package insidecategory; public class TagBean {  <strong>private String name="liutao";</strong>   private class InTest   {      public InTest()      {         <strong> System.out.println(name);</strong>      }   }   public void test()   {    new InTest();   }   public static void main(String args[])   {       TagBean bb=new TagBean();       bb.test();   }}
看上面加粗部分,name这个变量是在TagBean里面定义的私有变量。这个变量在内部类中可以无条件地访问System.out.println(name);

 3.可以实现多重继承

    这个特点非常重要,个人认为它是内部类存在的最大理由之一。正是由于他的存在使得Java的继承机制更加完善。大家都知道Java只能继承一个类,它的多重继承在我们没有学习内部类之前是用接口来实现的。但使用接口有时候有很多不方便的地方。比如我们实现一个接口就必须实现它里面的所有方法。而有了内部类就不一样了。它可以使我们的类继承多个具体类或抽象类。大家看下面的例子。

类一

package insidecategory; public class Example1 {    public String name()   {       return "liutao";   }}

类二

package insidecategory; public class Example2 {     public int age()    {        return 25;    }} 

类三

 package insidecategory; public class MainExample{   <strong>private class test1 extends Example1</strong>    {        public String name()        {          return super.name();        }    }    <strong>private class test2 extends Example2</strong>    {       public int age()       {         return super.age();       }    }   public String name()    {    return new test1().name();   }   public int age()   {       return new test2().age();   }   public static void main(String args[])   {       MainExample mi=new MainExample();       System.out.println("姓名:"+mi.name());       System.out.println("年龄:"+mi.age());   }}
大家注意看类三,里面分别实现了两个内部类 test1,和test2 ,test1类又继承了Example1,test2继承了Example2,这样我们的类三MainExample就拥有了Example1和Example2的方法和属性,也就间接地实现了多继承。

四、 避免修改接口而实现同一个类中两种同名方法的调用。

 大家假想一下如果,你的类要继承一个类,还要实现一个接口,可是你发觉你继承的类和接口里面有两个同名的方法怎么办?你怎么区分它们??这就需要我们的内部类了。看下面的代码

接口

 package insidecategory; public interface Incrementable{ void increment();}

类 MyIncrement

   package insidecategory; public class MyIncrement {     public void increment()    {      System.out.println("Other increment()");    }    static void f(MyIncrement f)    {        f.increment();    } }
大家看上面加黑的部分,两个方法都是一样的。在看下面这个类要继承这两个类

如果不用内部类

package insidecategory; public class Callee2 extends MyIncrement implements Incrementable{public void increment()      {        //代码       }}
想问一下大家increment()这个方法是属于覆盖MyIncrement这里的方法呢?还是Incrementable这里的方法。我怎么能调到MyIncrement这里的方法?显然这是不好区分的。而我们如果用内部类就很好解决这一问题了。看下面代码

package insidecategory; public class Callee2 extends MyIncrement{ private int i=0; private void incr() {       i++;       System.out.println(i); } private class Closure implements Incrementable {      public void increment()      {        incr();      } } Incrementable getCallbackReference() {      return new Closure(); }}

我们可以用内部类来实现接口,这样就不会与外围类的方法冲突了。

4、内部类的分类

*内部类可以是静态static的,也可用public,default,protected和private修饰。(而外部顶级类即类名和文件名相同的只能使用public和default)。
 
注意:内部类是一个编译时的概念,一旦编译成功,就会成为完全不同的两类。对于一个名为outer的外部类和其内部定义的名为inner的内部类。编译完成后出现outer.class和outer$inner.class两类。所以内部类的成员变量/方法名可以和外部类的相同。
1. 成员内部类
      成员内部类,就是作为外部类的成员,可以直接使用外部类的所有成员和方法,即使是private的。同时外部类要访问内部类的所有成员变量/方法,则需要通过内部类的对象来获取。
      要注意的是,成员内部类不能含有static的变量和方法。因为成员内部类需要先创建了外部类,才能创建它自己的,了解这一点,就可以明白更多事情,在此省略更多的细节了。
      在成员内部类要引用外部类对象时,使用outer.this来表示外部类对象;
      而需要创建内部类对象,可以使用outer.inner  obj = outerobj.new inner();
  1. public class Outer { 
  2.     public static void main(String[] args) { 
  3.         Outer outer = new Outer(); 
  4.         Outer.Inner inner = outer.new Inner(); 
  5.         inner.print("Outer.new"); 
  6.  
  7.         inner = outer.getInner(); 
  8.         inner.print("Outer.get"); 
  9.     } 
  10.  
  11.     // 个人推荐使用getxxx()来获取成员内部类,尤其是该内部类的构造函数无参数时 
  12.     public Inner getInner() { 
  13.         return new Inner(); 
  14.     } 
  15.  
  16.     public class Inner { 
  17.         public void print(String str) { 
  18.             System.out.println(str); 
  19.         } 
  20.     } 
2. 局部内部类
      局部内部类,是指内部类定义在方法和作用域内。Thinking in Java给了这么两个例子:
定义在方法内:
  1. public class Parcel4 { 
  2.     public Destination destination(String s) { 
  3.         class PDestination implements Destination { 
  4.             private String label; 
  5.  
  6.             private PDestination(String whereTo) { 
  7.                 label = whereTo; 
  8.             } 
  9.  
  10.             public String readLabel() { 
  11.                 return label; 
  12.             } 
  13.         } 
  14.         return new PDestination(s); 
  15.     } 
  16.  
  17.     public static void main(String[] args) { 
  18.         Parcel4 p = new Parcel4(); 
  19.         Destination d = p.destination("Tasmania"); 
  20.     } 
 定义在作用域里:
  1. public class Parcel5 { 
  2.     private void internalTracking(boolean b) { 
  3.         if (b) { 
  4.             class TrackingSlip { 
  5.                 private String id; 
  6.                 TrackingSlip(String s) { 
  7.                     id = s; 
  8.                 } 
  9.                 String getSlip() { 
  10.                     return id; 
  11.                 } 
  12.             } 
  13.             TrackingSlip ts = new TrackingSlip("slip"); 
  14.             String s = ts.getSlip(); 
  15.         } 
  16.     } 
  17.  
  18.     public void track() { 
  19.         internalTracking(true); 
  20.     } 
  21.  
  22.     public static void main(String[] args) { 
  23.         Parcel5 p = new Parcel5(); 
  24.         p.track(); 
  25.     } 
      局部内部类也像别的类一样进行编译,但只是作用域不同而已,只在该方法或条件的作用域内才能使用,退出这些作用域后无法引用的。
3. 嵌套内部类
       嵌套内部类,就是修饰为static的内部类。声明为static的内部类,不需要内部类对象和外部类对象之间的联系,就是说我们可以直接引用outer.inner,即不需要创建外部类,也不需要创建内部类。
      嵌套类和普通的内部类还有一个区别:普通内部类不能有static数据和static属性,也不能包含嵌套类,但嵌套类可以。而嵌套类不能声明为private,一般声明为public,方便调用。
4. 匿名内部类
      有时候我为了免去给内部类命名,便倾向于使用匿名内部类,因为它没有名字。例如:
  1. ((Button) findViewById(R.id.start)).setOnClickListener(new Button.OnClickListener() { 
  2.     @Override 
  3.     public void onClick(View v) { 
  4.         new Thread() { 
  5.  
  6.             @Override 
  7.             public void run() { 
  8.                 // TODO Auto-generated method stub 
  9.             } 
  10.  
  11.         }.start(); 
  12.     } 
  13. }); 
      匿名内部类是不能加访问修饰符的。要注意的是,new 匿名类,这个类是要先定义的,看下面例子:
  1. public class Outer { 
  2.     public static void main(String[] args) { 
  3.         Outer outer = new Outer(); 
  4.         Inner inner = outer.getInner("Inner""gz"); 
  5.         System.out.println(inner.getName()); 
  6.     } 
  7.  
  8.     public Inner getInner(final String name, String city) { 
  9.         return new Inner() { 
  10.             private String nameStr = name; 
  11.  
  12.             public String getName() { 
  13.                 return nameStr; 
  14.             } 
  15.         }; 
  16.     } 
  17.  
  18. //注释后,编译时提示类Inner找不到 
  19. /* interface Inner { 
  20.     String getName(); 
  21. } */ 
同时在这个例子,留意外部类的方法的形参,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。这里可以看到形参name已经定义为final了,而形参city 没有被使用则不用定义为final。为什么要定义为final呢?在网上找到本人比较如同的解释:
 “这是一个编译器设计的问题,如果你了解java的编译原理的话很容易理解。  
首先,内部类被编译的时候会生成一个单独的内部类的.class文件,这个文件并不与外部类在同一class文件中。  
当外部类传的参数被内部类调用时,从java程序的角度来看是直接的调用例如:  
public void dosome(final String a,final int b){  
  class Dosome{public void dosome(){System.out.println(a+b)}};  
  Dosome some=new Dosome();  
  some.dosome();  
}  
从代码来看好像是那个内部类直接调用的a参数和b参数,但是实际上不是,在java编译器编译以后实际的操作代码是  
class Outer$Dosome{  
  public Dosome(final String a,final int b){  
  this.Dosome$a=a;  
  this.Dosome$b=b;  
}  
  public void dosome(){  
  System.out.println(this.Dosome$a+this.Dosome$b);  
}  
}}  
从以上代码看来,内部类并不是直接调用方法传进来的参数,而是内部类将传进来的参数通过自己的构造器备份到了自己的内部,自己内部的方法调用的实际是自己的属性而不是外部类方法的参数。  
这样理解就很容易得出为什么要用final了,因为两者从外表看起来是同一个东西,实际上却不是这样,如果内部类改掉了这些参数的值也不可能影响到原参数,然而这样却失去了参数的一致性,因为从编程人员的角度来看他们是同一个东西,如果编程人员在程序设计的时候在内部类中改掉参数的值,但是外部调用的时候又发现值其实没有被改掉,这就让人非常的难以理解和接受,为了避免这种尴尬的问题存在,所以编译器设计人员把内部类能够使用的参数设定为必须是final来规避这种莫名其妙错误的存在。”
 (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)
 
      因为匿名内部类,没名字,是用默认的构造函数的,无参数的,那如果需要参数呢?则需要该类有带参数的构造函数:
  1. public class Outer { 
  2.     public static void main(String[] args) { 
  3.         Outer outer = new Outer(); 
  4.         Inner inner = outer.getInner("Inner""gz"); 
  5.         System.out.println(inner.getName()); 
  6.     } 
  7.  
  8.     public Inner getInner(final String name, String city) { 
  9.         return new Inner(name, city) { 
  10.             private String nameStr = name; 
  11.  
  12.             public String getName() { 
  13.                 return nameStr; 
  14.             } 
  15.         }; 
  16.     } 
  17.  
  18. abstract class Inner { 
  19.     Inner(String name, String city) { 
  20.         System.out.println(city); 
  21.     } 
  22.  
  23.     abstract String getName(); 
注意这里的形参city,由于它没有被匿名内部类直接使用,而是被抽象类Inner的构造函数所使用,所以不必定义为final。
 
      而匿名内部类通过实例初始化,可以达到类似构造器的效果:
  1. public class Outer { 
  2.     public static void main(String[] args) { 
  3.         Outer outer = new Outer(); 
  4.         Inner inner = outer.getInner("Inner""gz"); 
  5.         System.out.println(inner.getName()); 
  6.         System.out.println(inner.getProvince()); 
  7.     } 
  8.  
  9.     public Inner getInner(final String name, final String city) { 
  10.         return new Inner() { 
  11.             private String nameStr = name; 
  12.             private String province; 
  13.  
  14.             // 实例初始化 
  15.             { 
  16.                 if (city.equals("gz")) { 
  17.                     province = "gd"
  18.                 }else { 
  19.                     province = ""
  20.                 } 
  21.             } 
  22.  
  23.             public String getName() { 
  24.                 return nameStr; 
  25.             } 
  26.  
  27.             public String getProvince() { 
  28.                 return province; 
  29.             } 
  30.         }; 
  31.     } 
  32.  
  33. interface Inner { 
  34.     String getName(); 
  35.     String getProvince(); 
5.内部类的继承
      内部类的继承,是指内部类被继承,普通类 extents 内部类。而这时候代码上要有点特别处理,具体看以下例子:
  1. public class InheritInner extends WithInner.Inner { 
  2.  
  3.     // InheritInner() 是不能通过编译的,一定要加上形参 
  4.     InheritInner(WithInner wi) { 
  5.         wi.super(); 
  6.     } 
  7.  
  8.     public static void main(String[] args) { 
  9.         WithInner wi = new WithInner(); 
  10.         InheritInner obj = new InheritInner(wi); 
  11.     } 
  12.  
  13. class WithInner { 
  14.     class Inner { 
  15.  
  16.     } 
可以看到子类的构造函数里面要使用父类的外部类对象.super();而这个对象需要从外面创建并传给形参。
 
至于内部类的重载,感觉Thinking in Java的例子很复杂,在平常应用中应该很少,因为有点难懂,不清晰。而内部类和闭包之间的事情,暂时放下,以后再看。




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