Java 内部类详解

目录

    • 前言
    • 1. 静态内部类
        • 定义:
        • 访问规则:
    • 2. 非静态内部类
        • 定义:
        • 访问规则:
    • 3. 内部类使用方法
        • 外部类中使用内部类:
        • 外部类以外的地方使用内部类:
    • 4. 内部类与外部类变量同名
    • 总结

前言

在某些情况下,一个类会放在另一个类的内部定义,这个定义在其他类内部的类就称为内部类,包含内部类的类则被称为外部类。内部类主要有几个作用:
1.内部类提供更好的封装,可以把内部类隐藏在外部类之内,不允许同一个包中的其他类访问
2.内部类成员可以直接访问外部类的私有数据,因为内部类相当于外部类的成员
3.匿名内部类可用于创建那些仅需一次使用的类

内部类在定义时可以使用四种访问控制符,分别是private、省略修饰符、protected、public,依次对应仅当前类访问、同一个包中的其他类可访问、同一个包中的其他类及外部类的所有子类可访问、全部地方都可访问。
同时根据定义时的static关键字,又可细分为两种,一种用static修饰的静态内部类,另一种不用static修饰的非静态内部类,下面就详细说说它们的用法及区别:

1. 静态内部类

定义:

public class outerClass{
    //静态内部类
    private static innerClass{
        //定义静态变量
        private static int staticNum; 
        //定义实例变量
        private int num;
    }
}

内部类用static修饰,代表内部类是外部类的一个静态成员,直接属于外部类。
内部可定义静态成员及实例成员

访问规则:

静态内部类可以直接访问外部类的静态成员,不可访问外部类的实例成员。因为静态内部类直接属于外部类,外部类实例对象不一定存在:

public class OuterClass{
    private static int staticNum;
    private int num; 
    
    private static InnerClass{
        public void test(){
            #可以访问外部类静态成员
            System.out.println(staticNum);
            #不可访问外部类实例成员,会报错
           # System.out.println(num);
       }
    }
}

2. 非静态内部类

定义:

public class OuterClass{
    #定义非静态内部类
    private InnerClass{
        //定义实例变量
         private int num;
    }
}

没有用static修饰,代表非静态内部类是外部类的一个实例成员。非静态内部类的实例必须寄存在一个外部类实例中,所以内部类实例中,会隐式保存一个外部类实例的引用。
内部只可定义实例成员,不可定义静态成员

访问规则:

非静态内部类可直接访问外部类的所有成员,因为非静态内部类一定有一个关联的外部类实例:

public class OuterClass{
    private static int staticNum;
    private int num; 
    
    private InnerClass{
        public void test(){
            #访问外部类静态成员
            System.out.println(staticNum);
            #访问外部类实例成员
           System.out.println(num);
       }
    }
}

3. 内部类使用方法

外部类中使用内部类:

与使用普通类基本上没区别。外部类中不可以直接访问内部类成员,但可通过内部类名访问静态成员,或通过创建内部类对象来访问实例成员:

public class OuterClass{
    #静态内部类
    private static InnerClass{
        private static int staticNum; 
        private int num;
    }
    
    #非静态内部类
    private InnerClass2{
        private int num;
    }
    
    public void test(){
         #不可执行,会报错
        # System.out.println(staticNum);
        # System.out.println(num);
        
        # 访问静态内部类静态成员
        System.out.println(InnerClass.staticNum);
        # 访问静态内部类实例成员
        System.out.println(new InnerClass().num));
        # 访问非静态内部类实例成员,同上
        System.out.println(new InnerClass2().num));
    }
    
}

有一点需要注意,外部类的静态方法及静态代码块,不可以调用非静态内部类,即静态成员不可访问非静态成员,这是Java的规则。

public class OuterClass{
    #非静态内部类
    private InnerClass{
        private int num;
    }
    
    public static void test(){
         #不可执行,会报错
         # new InnerClass()
    }
}

外部类以外的地方使用内部类:

需使用外部类的类名当前缀,内部类的完整类名应为 OuterClass.InnerClass。示例如下

class OuterClass{
    #静态内部类
    public static InnerClass{
        private static int staticNum; 
        private int num;
    }
    
    #非静态内部类
    public InnerClass2{
        private int num;
    }   
}

public static void main(String[] args) {
        # 访问静态内部类静态成员
        System.out.println(OuterClass.InnerClass.staticNum);
        # 访问静态内部类实例成员
        System.out.println(new OuterClass().new InnerClass().num);
        # 访问非静态内部类实例成员,同上
        System.out.println(new OuterClass().new InnerClass2().num);
}

4. 内部类与外部类变量同名

当在内部类方法中访问变量时,Java会按局部变量->内部类变量->外部类变量的顺序依次查找对应名称的变量。
因此,若存在实例变量同名,可以通过this,外部类.this作为限定来区分获取:

public class OuterClass{
    private int num; 
    
    private InnerClass{
         private int num;
         
         private void test(){
             private int num;
             #局部变量
             System.out.println(num);
             #内部类变量
             System.out.println(this.num);
             #外部类变量
             System.out.println(OuterClass.this.num);
         }
    }
}

若存在静态变量同名,则可通过类名限定来区分获取:

public class OuterClass{
    private static int num; 
    
    private static InnerClass{
         private static int num;
         
         private void test(){
             private int num;
              #局部变量
             System.out.println(num);
             #内部类变量
             System.out.println(InnerClass.num);
             #外部类变量
             System.out.println(OuterClass.num);
         }
    }
}

总结

由上可以看出,使用静态内部类比使用非静态内部类要简单得多,只要把外部类当成静态内部类的包空间,也能避免创建不必要的外部类对象造成资源浪费。因此当程序需要使用内部类时,应该优先考虑使用静态内部类。

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