【Java 学习】：内部类详解

详谈Java内部类

📃📃本文将通过Java内部类是什么，为什么被广泛使用，以及又该如何去使用这三个方面来详细讲解其相关知识。

文章目录

1. 内部类是什么

2. 为什么要使用内部类

3. 如何使用内部类

🍉成员内部类

🥑静态内部类

🥝局部内部类

🍋‍🟩匿名内部类

📖总结

1. 内部类是什么

🥬🥬🥬当一个事物的内部，还有一个部分需要一个完整的结构进行描述，而这个内部的完整的结构又只为外部事物提供服务，那么这个内部的完整结构最好使用内部类。在 Java 中，可以将一个类定义在另一个类或者一个方法的内部，前者称为内部类，后者称为外部类。内部类也是封装的一种体现。

/**
* 外部类
*/
public class Outer {
	//...
	/**
	* 内部类
	*/
	class Inner {
		//...
	}
}

注：

我们一般将内部类分为四种：成员内部类、静态内部类、局部（方法内部类）、匿名内部类。
外部类的定义是相对于内部类而言的

2. 为什么要使用内部类

🍈使用内部类最吸引人的原因是：每个内部类都能独立地继承一个（接口的）实现，所以无论外围类是否已经继承了某个（接口的）实现，对于内部类都没有影响。——《Think in java》

🍈也就是说内部类拥有类的基本特征。（eg：可以继承父类，实现接口）在实际问题中我们会遇到一些接口无法解决或难以解决的问题，此时我们可以使用内部类继承某个具体的或抽象的类，间接解决类无法多继承引起的一系列问题。

注：内部类可以嵌套内部类，但是这极大的破坏了代码的结构，但是这里不推荐使用。

举个例子🌰

/**
 1. OuterClass类继承了 A，实现了IFunctionA
*/
public class OuterClass extends A implements IFunctionA{ 
	/**
	*	Inner类继承了 B，实现了IFunctionB
	*/
	public class InnerClass extends B implements IfunctionB{
	//
	} 
}

除此之外，内部类还可以：

内部类可以用多个实例，每个实例都有自己的状态信息，并且与其他外围对象的信息相互独立。
内部类并没有令人迷惑的“is-a”关系，他就是一个独立的实体。
内部类提供了更好的封装，除了该外围类，其他类都不能访问。
创建内部类对象的时刻并不依赖于外围类对象的创建。

3. 如何使用内部类

🍉成员内部类

💢💢也叫作实例内部类，是最普通的内部类，它的定义为位于另一个类的内部，形如下面的形式：

// 实例内部类
class OuterClass {
    public int data1 = 1;
    public static int data2 = 2;
    private int data3 = 3;

    /*成员方法*/
    public void OuterMethod() {
        System.out.println("外部类的outerMethod方法");
    }

    /*静态方法*/
    public static void OuterStaticMethod() {
        System.out.println("外部类的outerStaticMethod静态方法");
    }

    /*同名方法*/
    public void test() {
        System.out.println("OutClass:: test()");
        InnerClass innerClass = new InnerClass();
    }

    class InnerClass{
        public int data1 = 10;
        public int data4 = 4;
        //public static int data5 = 5; // jdk8 不支持这样用，jdk17 支持
        public static final int data5 = 5;
        private int data6 = 6;

        public void InnerShow() {
            //访问内部类属性
            System.out.println("data4：" + data4);
            //内部类访问外部属性
            System.out.println("data3：" + data3); //私有权限的外部类也可以访问
            //当和外部类冲突时，直接引用属性名，是内部类的成员属性
            System.out.println("data1：" + this.data1); // 默认为this
            //当和外部类属性名重叠时，可通过外部类名.this.属性名
            System.out.println("data1：" + OuterClass.this.data1); //访问外部类成员

            // 访问外部类方法
            OuterMethod();
            OuterStaticMethod();
        }

        public void test(){
            System.out.println("InnerClass:: test()");
        }
    }
    /* 	外部类访问内部类信息 */
    public void OuterShow() {
        InnerClass inner = new InnerClass();
        inner.InnerShow();
    }
}


public class Test {
    /*其他类使用成员内部类*/
    public static void main(String[] args) {
        //创造内部类对象，两种实例化方法
        OuterClass outer = new OuterClass(); //外部类对象
        OuterClass.InnerClass inner1 = outer.new InnerClass();

        OuterClass.InnerClass inner2 = new OuterClass().new InnerClass();

        inner1.test();
        inner1.InnerShow();
    }
}

运行结果如下：

注：成员内部类是依附外部类而存在的，也就是说，如果要创建成员内部类的对象，前提是必须存在一个外部类的对象。

总结：【抓住关键字——实例，作为实例成员存在】

内部类可以是任何的访问修饰符。由于成员内部类看起来像是外部类的一个成员，所以可以像类的成员一样拥有多种权限修饰符。
内部类的内部不能有静态信息。
内部类也是类，该继承的继承、该重写的重写、该重载的重载，this和super随便用。
外部类访问内部类的信息，必须先实例化内部类，然后 . 访问。
内部类可以直接使用外部类的任何信息，如果属性或者方法发生冲突（重名），使用Outer.this.成员
其他类访问内部类：成员内部类是依附外部类而存在的，也就是说，如果要创建成员内部类的对象，前提是必须存在外部类的对象。

🥑静态内部类

💢💢Java中的静态内部类是指在一个类的内部定义的另一个类，并且该内部类被声明为静态(static)的。静态内部类与普通内部类的区别在于，静态内部类不依赖于外部类的实例，可以直接通过外部类名访问。

// 静态内部类
class Outer{
    public int data1 = 1;
    /*外部类定义的属性(重名)*/
    public static int data2 = 2;
    public static int data3 = 3;

    static {
        System.out.println("外部类静态块");
    }

    /*成员方法*/
    public void outerMothod() {
        System.out.println("外部类的成员方法");
    }

    /*静态方法*/
    public static void outerStaticMethod() {
        System.out.println("外部类的静态方法");
    }

    public void test(){
        System.out.println("Out:: test()");
    }

    static class Inner{
        public int data4 = 4;
        public static int data5 = 5;
        public static int data3 = 33; //与外部类同名

        public void InnerShow(){
            // 访问内部类成员属性
            System.out.println("内部类data4："+data4);
            //访问外部类成员属性
            //不重名访问 非静态成员属性
            //System.out.println(data1); //无法直接访问外部非静态成员
            System.out.println("data1：" + new Outer().data1); // 间接访问

            //不重名直接访问 静态成员属性
            System.out.println("外部类data2：" + data2);
            System.out.println("内部的data3："+ data3);
            System.out.println("外部的data3："+ Outer.data3);

        }

        public static void InnerStaticShow() {
            //调用时会先加载Outer类，类加载的时候执行静态代码块
            outerStaticMethod();
        }
    }
    /*外部类的内部如何和内部类打交道*/
    public static void callInner() {
        System.out.println(Inner.data3);
        //System.out.println(Inner.data4); //内部类的非静态成员属性无法直接访问
        System.out.println(new Inner().data4);
        
        Inner.InnerStaticShow();
        new Inner().InnerShow();  //调用内部类非静态成员方法
    }
}

public class Test {
    /* 其他类访问静态内部类 */
    public static void main(String[] args) {
        //访问静态内部类的静态方法，Inner类被加载（类加载的时候执行静态代码块）,此时外部类未被加载，独立存在，不依赖于外部类。
        Outer.Inner.InnerStaticShow();

        // 静态内部类实例化，不用()，相比于实例内部类优点：不需要外部类的引用
        Outer.Inner in = new Outer.Inner();
        in.InnerShow();
    }
}

总结：【抓住关键字——static，作为静态成员存在】

静态内部类可以包含任意的信息，可以被任意访问权限修饰符修饰。
静态内部类的方法只能访问外部类的static关联的成员。
静态内部类可以独立存在，不依赖于其他外围类。
其他类访问内部类的静态信息，直接 Outer.Inner.static成员信息就可以了。
其他类实例化内部类 Outer.Inner instance = new Outer.Inner();，然后 instance. 成员信息（属性、方法）即可。

🥝局部内部类

💢💢 Java局部内部类是指在一个方法或代码块内部定义的内部类。与成员内部类不同，局部内部类只能在定义它的方法或代码块内部使用，无法在外部访问。

public class Out {
    /*属性和方法*/
    private int outVariable = 1;
    /*外部类定义的属性*/
    private int commonVariable = 2;
    /*静态的信息 */
    private static int outStaticVariable = 3;

    /*成员外部方法*/
    public void outerMethod() {
        System.out.println("我是外部类的outerMethod方法");
    }
    /*静态外部方法*/
    public static void outerStaticMethod() {
        System.out.println("我是外部类的outerStaticMethod静态方法");
    }
    /*成员方法，内部定义局部内部类*/
    public void outerCreatMethod(int value) {
        //public int a = 1; // 不行，局部内部类不能有访问权限修饰符
        //static int a = 1; // 也不能有static 修饰
        final int a = 1;
        int a1 = 1; // 默认为final
        /*女性*/
        boolean sex = false;
        //sex = true; // 有且仅有赋值一次

        /*局部内部类，类前不能有访问修饰符*/
        class In {
            private int inVariable = 10;
            private int commonVariable = 20;
            /*局部内部类方法*/
            public void InnerShow() {
                System.out.println("innerVariable:" + inVariable);
                //局部变量
                System.out.println("是否男性:" + sex);
                System.out.println("参数value:" + value);
                //调用外部类的信息
                System.out.println("outerVariable:" + outVariable);
                System.out.println("内部的commonVariable:" + commonVariable);
                System.out.println("外部的commonVariable:" + Out.this.commonVariable);
                System.out.println("outerStaticVariable:" + outStaticVariable);
                outerMethod();
                outerStaticMethod();
            }
        }
        //局部内部类只能在方法内使用
        In in = new In();
        in.InnerShow();
    }

    /* 开始程序 */
    public static void main(String[] args) {
        Out out = new Out();
        out.outerCreatMethod(100);
    }
}

总结：【抓住关键——作用域，作为方法的局部成员存在】

局部内部类不能有访问权限修饰符，无法创建静态信息。局部内部类就像是方法里面的一个局部变量一样，是不能有访问权限修饰符和static修饰符的。
只能在方法内部使用。
可以直接访问方法内的局部变量和参数。【存在限制，需要 final 或有效的final修饰的】，但是不能更改。
①直接被final修饰的变量。
②已被赋值且始终未改变的变量（有且仅有赋值一次），引用指向不能改变。注：JDK8以前（不包括8）只能访问被final修饰的变量。
编译器也有自己独立的字节码文件，命名格式：外部类名字$数字内部类名字.class

注：当局部内部类的变量修改时，就会产生如下错误：

Variable ‘xxx’ is accessed from within inner class, needs to be final or effectively final

传入局部内部类所在方法的参数同理，如果一直不变则可使用，反之则会报错。

局部内部类使用的很少,了解即可.

🍋‍🟩匿名内部类

💢💢 Java匿名内部类是一种特殊的内部类，它没有类名，直接在创建对象时定义并实现。通常用于创建只需要使用一次的类对象，可以简化代码，提高代码的可读性和可维护性。

原本我们需要创建子类或实现类，去继承父类或实现接口，才能重写其中的方法。但是有时候我们这样做了，然而子类和实现类却只使用了一次（定义了一个对象）。这个时候我们就可以使用匿名内部类，不用去写子类和实现类，起到简化代码的作用。
这样做，把子类继承父类，重写父类中的方法，创建子类对象，合成了一步完成，减少了其中创建子类的过程。或者实现类实现接口，重写接口中的方法，创建实现类对象，合成了一步完成，减少了其中创建实现类的过程。

🥬匿名内部类是不能有名字的类，他们不能被引用，只能在创建是用 new 语句来声明他们。

// 匿名内部类
interface IA{
    void test(); //接口的方法不能有具体实现
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 匿名内部类对象，下面两种方法都可以
        /*new IA(){
            @Override
            public void test() {
                System.out.println("重写了接口的方法");
            }
        };*/

        IA a = new IA(){
            @Override
            public void test() {
                System.out.println("重写了接口的方法");
            }
        };
        a.test();
    }
}

总结：【匿名内部类通常继承一个类或实现一个接口】

匿名内部类没有访问权限修饰符。
匿名内部类要实现父类或接口的所有抽象方法，其他方法可以根据自己的情况进行重写。
匿名内部类不应当添加自己的成员，因为匿名类没有类名无法向下转型，父类型的引用无法访问。
匿名内部类访问方法参数时也有和局部内部类同样的限制。
匿名内部类没有构造方法。
匿名类是表达式形式定义的，所以末尾以分号;来结束。