探讨Java内部类的可见性

 

在 Java 中，当生成一个内部类的对象时，此对象与制造它的外部类通过外部类的 .this 保持着联系，因此该内部类对象可以访问其外部类对象的所有成员，包括 private 成员。

而该内部类对象对于其他类的对象的访问，遵照常规的访问权限语法，这一点也没有什么特别支持。这里需要探讨的是，外部类以及其他类的对象可以如何访问到某个内部类对象，即内部类的可见性问题。

下面是一个示例程序 Out.java ，其中包含了 4 个不同访问权限的内部类（ private,default,protected,public ），在每个内部类中，分别包含 4 个不同访问权限的成员与方法。在外部类 Out 中提供了得到内部类实例的方法。

Out.java

package com.zj.main;   public class Out {     public PrivateIn getPrivateIn(){        return new PrivateIn();     }         public DefaultIn getDefaultIn(){        return new DefaultIn();     }         public ProtectedIn getProtectedIn(){        return new ProtectedIn();     }         public PublicIn getPublicIn(){        return new PublicIn();     }         private class PrivateIn implements InMethod{        private int private_arg ;        int default_arg ;        protected int protected_arg ;        public int public_arg ;               private void private_method(){};        void default_method(){};        protected void protected_method(){};        public void public_method(){};     }         class DefaultIn implements InMethod{        private int private_arg ;        int default_arg ;        protected int protected_arg ;        public int public_arg ;               private void private_method(){};        void default_method(){};        protected void protected_method(){};        public void public_method(){};     }         protected class ProtectedIn implements InMethod{        private int private_arg ;        int default_arg ;        protected int protected_arg ;        public int public_arg ;               private void private_method(){};        void default_method(){};        protected void protected_method(){};        public void public_method(){};     }         public class PublicIn implements InMethod{        private int private_arg ;        int default_arg ;        protected int protected_arg ;        public int public_arg ;               private void private_method(){};        void default_method(){};        protected void protected_method(){};        public void public_method(){};     }       public static void main(String[] args){        //create an outer object        Out out= new Out();               //create a private inner object by 'new'        Out.PrivateIn privateIn=out. new PrivateIn();        privateIn. private_arg =0;        privateIn.private_method();               // create a private inner object  by 'out's method'        Out.PrivateIn privateIn2 = out.getPrivateIn();        privateIn2. private_arg = 0;        privateIn2.private_method();     } }

所有的 4 个内部类都实现了一个接口 InMethod ，该接口的作用在下文中会有讨论。下面先讨论内部类所在的外部类对其内部类对象的访问权限问题。

1. 外部类的访问

我们通过两种两种方式试图创建内部类的实例。

方式一 OuterClassName.InnerClassName inner=new Ouer().new Inner();

通过外部类对象 .new 的方式，可以得到 private inner class 的实例，并且可以访问它的 private 成员和 private 方法。自然 default 、 protected 和 public 的都可以访问。

 

方式二 通过外部类方法 get InnerInstance()

此种方法也可以访问所有内部类的所有成员和方法。

所以，一个内部类的对象对生成它的外部类对象是完全可见的，包括 private 内部类、 private 成员与 private 方法。

2. 同包其他类的访问

下面，在同一个包内创建一个 SamePackage.java 类，试图访问 Out 类的所有内部类。

SamePackage.java

package com.zj.main;   public class SamePackage {     public static void main(String[] args) {        // create an outer object        Out out = new Out();               //create a private inner object by 'new'        //Out.PrivateIn privateIn=out.new PrivateIn();        //->error: Out.PrivateIn is not visible.          // create a default inner object by 'new'        Out.DefaultIn defaultIn = out. new DefaultIn();        //defaultIn.private_arg=0;->error:not visible        defaultIn. default_arg = 0;        //defaultIn.private_method();->error:not visible        defaultIn.default_method();          // create a private inner object by 'out's method'        //Out.PrivateIn privateIn2 = out.getPrivateIn();        //->error:Out.PrivateIn is not visible through out.getPrivateIn() is visible.               // create a private inner object by 'out's method',        // but use Interface reference to handle it        InMethod privateIn=out.getPrivateIn();        privateIn.public_method();     } }

方式一 OuterClassName.InnerClassName inner=new Ouer().new Inner();

使用方式一试图得到 private 内部类失败，根本得不到内部类的句柄。

//create a private inner object by 'new'

//Out.PrivateIn privateIn=out.new PrivateIn();

//->error: Out.PrivateIn is not visible.

    但是可以正常的访问 default 访问权限的内部类的对象。当然是访问不到它的 private 成员和 private 方法的。自然 protected 和 public 的都可以访问。

 

方式二 通过外部类方法 get InnerInstance()

虽然可以调用外部类对象的 getInnerInstance() 方法，但由于得不到 private 内部类的句柄，所以此种方法无法创建 private 内部类的实例。

// create a private inner object by 'out's method'

//Out.PrivateIn privateIn2 = out.getPrivateIn();

//->error:Out.PrivateIn is not visible through out.getPrivateIn() is visible.

但由于所有的内部类都实现了接口 InMethod 。

<<interface>> InMethod.java

public interface InMethod {     void public_method(); }

所以还是可以通过接口的引用访问到 private 内部类的 public 方法。自然 default 、 protected 和 public 的都可以访问这个 public 方法。

// create a private inner object by 'out's method',

// but use Interface reference to handle it

InMethod privateIn=out.getPrivateIn();

privateIn.public_method();

3. 不同包其他类的访问

在另一个包中建立一个类 DifferPackage.java 。

DifferPackage.java

package com.zj.other;   import com.zj.main.InMethod; import com.zj.main.Out;   public class DifferPackage {     public static void main(String[] args){        //create an outer object        Out out= new Out();               //create a public inner object by 'new'        Out.PublicIn publicIn=out. new PublicIn();        publicIn. public_arg =0;        publicIn.public_method();               // create a public inner object by 'out's method'        Out.PublicIn publicIn2 = out.getPublicIn();        publicIn2. public_arg =0;        publicIn2.public_method();               //use Interface reference        InMethod method;        method=out.getPrivateIn();        method.public_method();        method=out.getDefaultIn();        method.public_method();        method=out.getProtectedIn();        method.public_method();        method=out.getPublicIn();        method.public_method();     } }

通过 new 方式和 getInnerInstance() 方法只能访问 public 内部类的 public 成员和 public 方法；如果使用接口的引用，则可以访问所有 4 个内部类的 public 方法。

4. 不同包继承类的访问

在另一个包中建立一个类 DifferPackageExtend.java ，它继承自外部类 Out 。

DifferPackageExtend.java

package com.zj.other;   import com.zj.main.Out;   public class DifferPackageAndExtend extends Out{     public static void main(String[] args){        //create an DifferPackageAndExtend's object,which extends Out        Out extend= new DifferPackageAndExtend();               //create a protected inner object by 'new'        //Out.ProtectedIn protectedIn=extend.new ProtectedIn();        //->error:The constructor Out.ProtectedIn() is not visible               // create a protected inner object by 'out's method'        Out.ProtectedIn protectedIn=extend.getProtectedIn();        protectedIn. public_arg =0;        protectedIn.public_method();     } }

通过 new 方式，虽然可以得到内部类的句柄 Out.ProtectedIn ，但该内部类的构造子却不可见。

通过 getInnerInstance() 方法得到 protected 内部类的对象，但只能访问到 public 成员和 public 方法。由此可知， protected 内部类并不关心是否有其他类继承自它的外部类。所有 protected 访问权限不在此种情况下适用。