Java 高级类（下） —— 内部类和匿名类

 Java内部类（Inner Class），类似的概念在C++里也有，那就是嵌套类（Nested Class），乍看上去内部类似乎有些多余，它的用处对于初学者来说可能并不是那么显著，但是随着对它的深入了解，你会发现Java的设计者在内部类身上的确是用心良苦。学会使用内部类，是掌握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。下面从以下几个方面来介绍：

 

第一次见面

public interface Contents {
    int value();
}

public interface Destination {
    String readLabel();
}

public class Goods {
    private class Content implements Contents {
        private int i = 11;
        public int value() {
            return i;
        }
    }

    protected class GDestination implements Destination {
        private String label;
        private GDestination(String whereTo) {
            label = whereTo;
        }
        public String readLabel() {
            return label;
        }
    }

    public Destination dest(String s) {
        return new GDestination(s);
    }
    public Contents cont() {
        return new Content();
    }
}

class TestGoods {
    public static void main(String[] args) {
        Goods p = new Goods();
        Contents c = p.cont();
        Destination d = p.dest("Beijing");
    }
}

     在这个例子里类Content和GDestination被定义在了类Goods内部，并且分别有着protected和private修饰符来控制访问级别。Content代表着Goods的内容，而GDestination代表着Goods的目的地。它们分别实现了两个接口Content和Destination。在后面的main方法里，直接用Contents c和Destination d进行操作，你甚至连这两个内部类的名字都没有看见！这样，内部类的第一个好处就体现出来了——隐藏你不想让别人知道的操作，也即封装性。

     同时，我们也发现了在外部类作用范围之外得到内部类对象的第一个方法，那就是利用其外部类的方法创建并返回。上例中的cont()和dest()方法就是这么做的。那么还有没有别的方法呢？当然有，其语法格式如下

outerObject = new outerClass(Constructor Parameters);

outerClass.innerClass innerObject = outerObject.new InnerClass(Constructor Parameters);

      注意在创建非静态内部类对象时，一定要先创建起相应的外部类对象。至于原因，也就引出了我们下一个话题——非静态内部类对象有着指向其外部类对象的引用

 

一、常规内部类

常规内部类没有用static修饰且定义在在外部类类体中。

1.常规内部类中的方法可以直接使用外部类的实例变量和实例方法。

2.在常规内部类中可以直接用内部类创建对象

对刚才的例子稍作修改：

public class Goods {
	private valueRate = 2;

	private class Content implements Contents {
		private int i = 11*valueRate;
		public int value() {
			return i;
		}
	}

	protected class GDestination implements Destination {
		private String label;
		private GDestination(String whereTo){
			label = whereTo;
		}
		public String readLabel(){
			return label;
		}
	}

	public Destination dest(String s){
		return new GDestination(s);
	}
	public Contents cont() {
		return new Content();
	}
}

      修改的部分用红色显示了。在这里我们给Goods类增加了一个private成员变量valueRate，意义是货物的价值系数，在内部类Content的方法value()计算价值时把它乘上。我们发现，value()可以访问valueRate，这也是内部类的第二个好处 ——一个内部类对象可以访问创建它的外部类对象的内容，甚至包括私有变量！这是一个非常有用的特性，为我们在设计时提供了更多的思路和捷径。要想实现这个功能，内部类对象就必须有指向外部类对象的引用。 Java编译器在创建内部类对象时，隐式的把其外部类对象的引用也传了进去并一直保存着。这样就使得内部类对象始终可以访问其外部类对象，同时这也是为什么在外部类作用范围之外向要创建内部类对象必须先创建其外部类对象的原因。

    有人会问，如果内部类里的一个成员变量与外部类的一个成员变量同名，也即外部类的同名成员变量被屏蔽了，怎么办？没事，Java里用如下格式表达外部类的引用：

outerClass.this

有了它，我们就不怕这种屏蔽的情况了。

 

可以再看一个例子：

package cn.com.qiang.neibulei2;

public class MyOuter{
	private int x = 100;

	 // 创建内部类
	class MyInner {
		private String y = "Hello!";

		public void innerMethod(){
			System.out.println("内部类中 String =" + y);
			System.out.println("外部类中的x =" + x);// 直接访问外部类中的实例变量x
			outerMethod();

			System.out.println"调用完外部类方法后，x = "+MyOuter.this.x);	
	
		}

	}

	public void outerMethod() {
		x++;
	}

	public void makeInner() {
		//在外部类方法中创建内部类实例
		@SuppressWarnings("unused")
		MyInner in = new MyInner();
	}

	 /**
	  * @param args
	  */
	public static void main(String[] args) {
		MyOuter mo = new MyOuter();
		// 使用外部类构造方法创建mo对象
		MyOuter.MyInner inner = mo.new MyInner();//常规内部类需要通过外部类的实例才能创建对象，与实例变量需要通过对象来访问相似
	  	// 创建inner对象
	 	inner.innerMethod();
		// TODO Auto-generated method stub

	}	
}

执行结果如下：

内部类中 String =Hello!
外部类中的x =100
调用完外部类方法后，x = 101

 

二、静态内部类

     和普通的类一样，内部类也可以有静态的。不过和非静态内部类相比，区别就在于静态内部类没有了指向外部的引用。这实际上和C++中的嵌套类很相像了，Java内部类与C++嵌套类最大的不同就在于是否有指向外部的引用这一点上，当然从设计的角度以及以它一些细节来讲还有区别。

     除此之外，在任何非静态内部类中，都不能有静态数据，静态方法或者又一个静态内部类（内部类的嵌套可以不止一层）。不过静态内部类中却可以拥有这一切。这也算是两者的第二个区别吧。

下面看一个例子：

package cn.com.qiang.neibulei2;

public class MyOuter2 {
	public static int x=100;
	
	public static class MyInner{
		private String y="Hello!";
		
		public void innerMethod(){
			System.out.println("我是内部类 x = "+x);
			System.out.println("我是内部类 y = "+y);
		}
	}

	 /**
	  * @param args
	  */
	 public static void main(String[] args) {
		 MyOuter2.MyInner si = new MyOuter2.MyInner();//静态内部类不通过外部实例就可以创建对象；与类变量可以通过类名访问相似
		 si.innerMethod();
	  // TODO Auto-generated method stub
	 }
} 

执行结果如下：

我是内部类 x = 100
我是内部类 y = Hello!

可以看到 MyOuter2.MyInner si = new MyOuter2.MyInner(); 中并不需要写成

MyOuter2.MyInner si = new MyOuter2.new MyInner();

 

三、局部内部类

         在方法体或语句块（包括方法、构造方法、局部块或静态初始化块）内部定义的类称为局部内部类。

        局部内部类不能加任何访问修饰符，因为它只对局部块有效。

1.局部内部类只在方法体中有效，就想定义的局部变量一样，在定义的方法体外不能创建局部内部类的对象

2.在方法内部定义类时，应注意以下问题：

1）、方法定义局部内部类同方法定义局部变量一样，不能使用private、protected、public等访问修饰说明符修饰，也不能使用static修饰，但可以使用final和abstract修饰；
2）、方法中的内部类可以访问外部类成员。对于方法的参数和局部变量，必须有final修饰才可以访问；
3）、static方法中定义的内部类可以访问外部类定义的static成员；

 

下面看一个实例：

package cn.com.qiang.neibulei2;

public class MyOuter3{
	private int size = 5,y = 7;
	
	public Object makeInner(int localVar){
		final int finalLocalVar = localVar;
		//创建内部类，该类只在makeInner（）方法有效，就像局部变量一样。在方法体外部不能创建MyInner类的对象
		class MyInner{
			int y = 4;
			public String toString(){
				return "OuterSize:"+size+
		        "\n"+"finalLocalVar = "+finalLocalVar+"\n"+"this.y = "+this.y;
			}
		}   
		return new MyInner();  
	}

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		  Object obj = new MyOuter3().makeInner(47);//创建Jubu对象obj，并调用它的makeInner（）方法，该方法返回一个
		  //该方法返回一个MyInner类型的的对象obj，然后调用其同toString方法。
		  System.out.println(obj.toString());
	}
}  

执行结果如下：

OuterSize:5
finalLocalVar = 47
this.y = 4

 

四、匿名内部类 

      定义类的最终目的是创建一个类的实例，但是如果某个类的实例只是用一次，则可以将类的定义与类的创建，放到与一起完成，或者说在定义类的同时就创建一个类。以这种方法定义的没有名字的类成为匿名内部类。

声明和构造匿名内部类的一般格式如下：

new interfacename(){......}; 或 new superclassname(){......};

1.匿名内部类可以继承一个类或实现一个接口，这里的ClassOrInterfaceName是匿名内部类所继承的类名或实现的接口名。但匿名内部类不能同时实现一个接口和继承一个类，也不能实现多个接口。如果实现了一个接口，该类是Object类的直接子类，匿名类继承一个类或实现一个接口，不需要extends和implements关键字。

2.由于匿名内部类没有名称，所以类体中不能定义构造方法，由于不知道类名也不能使用关键字来创建该类的实例。实际上匿名内部类的定义、构造、和第一次使用都发生在同样一个地方。此外，上式是一个表达式，返回的是一个对象的引用，所以可以直接使用或将其复制给一个对象变量。例：

TypeName obj = new Name(){

   /*此处为类体*/
}
//同样，也可以将构造的对象作为调用的参数。例：
someMethod(new Name(){
   /*此处为类体*/  });

 

下面接着举例子：

package cn.com.qiang.neibulei2;

public class MyOuter4 {
	private int size=5;

	public Object makeInner(int localVar){
		final int finalLocalVar = localVar;
		return new Object(){
		   //使用匿名内部类
			public String toString(){
				return "OuterSize = "+size+"\nfinalLocalVar = "+finalLocalVar;
			}
	    };
	}

	 /**
	  * @param args
	  */
	public static void main(String args[]){
		Object obj = new MyOuter4().makeInner(47);
		System.out.println(obj.toString());
	}
}

执行结果如下：

OuterSize = 5
finalLocalVar = 47

 

在java的事件处理的匿名适配器中，匿名内部类被大量的使用。例如在想关闭窗口时加上这样一句代码：

frame.addWindowListener(new WindowAdapter(){
     public void windowClosing(WindowEvent e){
          System.exit(0);
     }
});

 

有一点需要注意的是，匿名内部类由于没有名字，所以它没有构造函数（但是如果这个匿名内部类继承了一个只含有带参数构造函数的父类，创建它的时候必须带上这些参数，并在实现的过程中使用super关键字调用相应的内容）。如果你想要初始化它的成员变量，有下面几种方法：

1）如果是在一个方法的匿名内部类，可以利用这个方法传进你想要的参数，不过记住，这些参数必须被声明为final。
2）将匿名内部类改造成有名字的局部内部类，这样它就可以拥有构造函数了。
3）在这个匿名内部类中使用初始化代码块。

 

为什么需要内部类？

java内部类有什么好处？为什么需要内部类？

    首先举一个简单的例子，如果你想实现一个接口，但是这个接口中的一个方法和你构想的这个类中的一个方法的名称，参数相同，你应该怎么办？这时候，你可以建一个内部类实现这个接口。由于内部类对外部类的所有内容都是可访问的，所以这样做可以完成所有你直接实现这个接口的功能。

    不过你可能要质疑，更改一下方法的不就行了吗？

    的确，以此作为设计内部类的理由，实在没有说服力。

    真正的原因是这样的，java中的内部类和接口加在一起，可以的解决常被C++程序员抱怨java中存在的一个问题——没有多继承。实际上，C++的多继承设计起来很复杂，而java通过内部类加上接口，可以很好的实现多继承的效果。

 

 java内部类总结

1、 在方法间定义的非静态内部类：

1）外围类和内部类可互相访问自己的私有成员。

2）内部类中不能定义静态成员变量。
      在外部类作用范围之外向要创建内部类对象必须先创建其外部类对象

2、 在方法间定义的静态内部类：

1）只能访问外部类的静态成员。
       静态内部类没有了指向外部的引用

3、在方法中定义的局部内部类：

1）该内部类没有任何的访问控制权限
2）外围类看不见方法中的局部内部类的，但是局部内部类可以访问外围类的任何成员。
3）方法体中可以访问局部内部类，但是访问语句必须在定义局部内部类之后。
4）局部内部类只能访问方法体中的常量，即用final修饰的成员。

4、在方法中定义的匿名内部类：

1）没有构造器，取而代之的是将构造器参数传递给超类构造器

      当你只需要创建一个类的对象而且用不上它的名字时，使用匿名内部类可以使代码看上去简洁清楚。