学习笔记之java内部类

在java语言中，有一种类叫做内部类(inner class)，也称为嵌入类(nested class)，它是定义在其他类的内部。内部类作为其外部类的一个成员，与其他成员一样，可以直接访问其外部类的数据和方法。只不过相比较外部类只有public和默认的修饰符不同，内部类作为一个成员，可以被任意修饰符修饰。编译器在编译时，内部类的名称为OuterClass$InnerClass.class 。


1、内部类访问数据变量
当在某些时候，内部类中定义的变量与外部类中变量名称相同时，如何确保正确地访问每一个变量呢？

1.1在main中直接从外部类调用内部类的方法

class Outer
{
    private int index = 10;
    class Inner
    {
        private int index = 20;
        void print()
        {
            int index = 30;
            System.out.println(this); // the object created from the Inner
            System.out.println(Outer.this); // the object created from the Outer
            System.out.println(index); // output is 30
            System.out.println(this.index); // output is 20
            System.out.println(Outer.this.index); // output is 10
        }
    }

    void print()
    {
        Inner inner = new Inner();//得到内部类的引用
        inner.print();
    }
}

class Test
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Outer outer = new Outer();
        outer.print();
    }
}
在这里内部类Inner中关键字this指向内部类Inner的对象，如果要想指向外部类的对象，必须在this指针前加上外部类名称，表示this是指向外部类构造的碎屑，如Outer.this 。

1.2在main中显式返回内部类引用

class Outer
{
    private int index = 10;
    class Inner
    {
        private int index = 20;
        void print()
        {
            int index = 30;
            System.out.println(index);
            System.out.println(this.index);
            System.out.println(Outer.this.index);
        }
    }

    Inner getInner()
    {
        return new Inner();//返回一个内部类的引用
    }
}

class Test
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Outer outer = new Outer();
        Outer.Inner inner = outer.getInner();
        inner.print();
    }
}
Inner是Outer的内部类，所以在类Test中必须用属性引用符来标识出内部类。

1.3当main方法在Outer类内部

class Outer
{
        private int index = 10;
        class Inner
        {
             private int index = 20;
             void print()
             {
                  int index = 30;
                  System.out.println(index);
                  System.out.println(this.index);
                  System.out.println(Outer.this.index);
             }
        }

        Inner getInner()
        {
             return new Inner();//返回一个内部类的引用
        }

        public static void main(String[] args)
        {
             Outer outer = new Outer();
             Inner inner = outer.getInner(); // 注意此处变化
             inner.print();
        }
}
因为main方法在Outer内部，故可以直接引用，不需要属性引用符。


1.4在main方法中直接产生内部类对象

class Test
{
        public static void main(String[] args)
        {
             Outer outer = new Outer();
             Outer.Inner inner = outer.new Inner(); // 注意此处变化
             inner.print();
        }
}
在利用new构造方法构造一个外部类对象时，并没有连带着构造一个内部类对象，故需要访问内部类方法时，必须使用new操作符为这个外部类对象再构造一个内部类对象。

2、局部内部类
在方法中定义的内部类是局部内部类，它只能访问方法中的final类型的局部变量，因为用final定义的局部变量相当于是一个常量，延长了其生命周期，使得方法在消亡时，其内部类仍可以访问该变量。另外，它同样也可以引用定义在外部类的变量和方法。而且方法体中的局部内部类不允许有访问修饰符。

class Outer
{
        int num=10;
        public void print(final int aArgs)
        {
             class Inner
             {
                 int num=20;
                 public Inner()
                 {
                     System.out.println("This is Inner.");//此句可看出它与匿名内部类用法的不同。
                 }

                 public void print()
                 {    
                     int num=30;
                     System.out.println(this); // the object created from the local Inner
                     System.out.println(num);
                     System.out.println(this.num);
                     System.out.println(Outer.this.num);
                     System.out.println(aArgs);
                 }
             }
             Inner inner=new Inner();//此句必须放在定义类Inner的后面
             inner.print();
        }

        public static void main(String[] args)
        {
             Outer outer=new Outer();
             outer.print(40);
        }
}
对于局部类的命名，不管是在一个方法中定义多个类还是在几个方法中分别定义类，其编译后命名是：OuterClass$1InnerClass.class

3、匿名内部类
匿名内部类作为一种特殊的内部类，除了具有普通内部类的特点，还有自己的一些独有特性：
匿名内部类必须扩展一个基类或实现一个接口，但是不能有显式的extends和implements子句；
匿名内部类必须实现父类以及接口中的所有抽象方法；
匿名内部类总是使用父类的无参构造方法来创建实例。如果是实现了一个接口，则其构造方法是Object()；
匿名内部类编译后的命名为：OuterClass$n.class，其中n是一个从1开始的整数，如果在一个类中定义了多个匿名内部类，则按照他们的出现顺序从1开始排号。

abstract class A
{
    abstract public void sayHello();
}

class Outer
{
    public static void main(String[] args)
    {
         new Outer().callInner(new A()
         {
               public void sayHello()
               {
                     System.out.println(this); // the object created from the anonymous Inner
                     System.out.println("Hello!");
               }
         });
    }

    public void callInner(A a)
    {
        a.sayHello();
    }
}

4、静态内部类
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类的引用。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。一个静态的内部类,才可以声明一个static成员，静态内部类可以访问外围类的静态方法、成员（包括private static的成员）。静态内部类实例化的时候不必先实例化外围类，可以直接实例化内部类。而对于非静态内部类则必须先实例化其外部类，才能再实例化本身。

5．内部类的继承
当一个类继承自一个内部类时，缺省的构造器不可用。必须使用如下语法：
class WithInner
{
    class Inner
    {
        public void sayHello()
        {
            System.out.println("Hello.");
        }
    }
}

public class Test extends WithInner.Inner
{
    Test(WithInner wi)
    {
        wi.super();
    }
    public static void main(String[] args)
    {
        WithInner wi=new WithInner();
        Test test=new Test(wi);
        test.sayHello();
    }
}
因为每一个内部类都有一个指向外部类的引用，在继承一个内部类，必须先创建一个外部类，通过这个外部类引用来调用其内部类的构造方法。如果继承的内部类是一个静态内部类，则就不需要这样，直接super()调用即可；

6、内部类的2种特殊用法
一个类从另一个类派生出来，又要实现一个接口。但在接口中定义的方法与父类中定义的方法的意义不同，则可以利用内部类来解决这个问题。
interface Machine
{
    void run();
}

class Person
{    
    void run()
    {
        System.out.println("run");
    }
}

class Robot extends Person
{
    private class MachineHeart implements Machine
    {
        public void run()
        {
            System.out.println("heart run");
        }
    }

    Machine getMachine()
    {
        return new MachineHeart();
    }
}

class Test
{
    public static void main(String[] args)
   {
        Robot robot = new Robot();
        Machine m = robot.getMachine();
        m.run();
        robot.run();
    }
}
在Robot类内部使用内部类MachineHeart来实现接口Machine的run方法。同时Robot类又继承了父类Person的run方法。如果不使用内部类MachineHeart而使Robot直接实现接口Machine，则该如何调用父类的run方法？

利用内部类可解决c++中多重继承所解决的问题
class A
{
    void fn1()
    {
        System.out.println("It' s fn1.");
    }
}

abstract class B
{
    abstract void fn2();
}

class C extends A
{
    B getB()
    {
        return new B()
        {
            public void fn2()
            {
                System.out.println("It' s fn2.");
            }
        };
    }
}

class Test
{
    public static void main(String[] args)
    {
        C c = new C();
        c.fn1();
        c.getB().fn2();
    }
}
类C既要继承类A又要继承类B，则可将类B的定义放入类C内部，使之成为内部类。


一般情况下 当我们需要在某一情形下实现一个接口，而在另一情形下又不需要实现这个接口时，我们可以使用内部类来解决这一问题。让内部类来实现这个接口。另外一个很好的理由是java内部类加上接口可以有效地实现多重继承。