【Java基础之内部类】Java内部类作用和详解

定义在一个类内部的类叫内部类，包含内部类的类称为外部类。

内部类可以声明public、protected、private等访问限制，可以声明为abstract的供其他内部类或外部类继承与扩展，或者声明为static、final的，也可以实现特定的接口。

static的内部类行为上象一个独立的类，非static在行为上类似类的属性或方法且禁止声明static的方法。内部类可以访问外部类的所有方法与属性，但static的内部类只能访问外部类的静态属性与方法。
Java的设计者在内部类身上的确是专心良苦。学会使用内部类，是把握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。
为什么需要内部类？
java中的内部类和接口加在一起，可以实现多继承。
可以使某些编码根简洁。
隐藏你不想让别人知道的操作。

一、 定义

放在一个类的内部的类我们就叫内部类。

二、 作用

1、内部类可以很好的实现隐藏，因为 一般的非内部类，是不允许有 private 与protected权限的，但内部类可以。

2、内部类拥有外围类的所有元素的访问权限

3、可是实现多重继承

4、可以避免修改接口而实现同一个类中两种同名方法的调用。

三、实例

1.实现隐藏

   平时我们对类的访问权限，都是通过类前面的访问修饰符来限制的，一般的非内部类，是不允许有private 与protected权限的，但内部类可以，所以我们能通过内部类来隐藏我们的信息。可以看下面的例子

接口

package insidecategory;
 
public interface Incrementable
{
 void increment();
}

具体类

package insidecategory;
 
public class Example {
  
 <strong>   private class InsideClass implements InterfaceTest
    {
         public void test()
         {
             System.out.println("这是一个测试");
         }
    }</strong>
    public InterfaceTest getIn()
    {
        return new InsideClass();
    }
}

上面加粗的部分是内部类，访问修饰符是private

客户端程序

package insidecategory;
 
public class TestExample {
 
 public static void main(String args[])
 {
    <strong>Example a=new Example();
    InterfaceTest a1=a.getIn();
    a1.test();</strong>
 }
}

加粗的那部分就是客户端调用的代码，从这段代码里面我只知道Example的

getIn()方法能返回一个InterfaceTest 实例但我并不知道这个实例是这么实现的。而且由于InsideClass是private的，所以我们如果不看代码的话根本看不到这个具体类的名字，所以说它可以很好的实现隐藏。

2.可以无条件地访问外围类的所有元素

package insidecategory;
 
public class TagBean {
 
 <strong>private String name="liutao";</strong>
   private class InTest
   {
      public InTest()
      {
         <strong> System.out.println(name);</strong>
      }
   }
   public void test()
   {
    new InTest();
   }
   public static void main(String args[])
   {
       TagBean bb=new TagBean();
       bb.test();
   }
}

看上面加粗部分，name这个变量是在TagBean里面定义的私有变量。这个变量在内部类中可以无条件地访问System.out.println(name);

 3.可以实现多重继承

    这个特点非常重要，个人认为它是内部类存在的最大理由之一。正是由于他的存在使得Java的继承机制更加完善。大家都知道Java只能继承一个类，它的多重继承在我们没有学习内部类之前是用接口来实现的。但使用接口有时候有很多不方便的地方。比如我们实现一个接口就必须实现它里面的所有方法。而有了内部类就不一样了。它可以使我们的类继承多个具体类或抽象类。大家看下面的例子。

类一

package insidecategory;
 
public class Example1 {
 
   public String name()
   {
       return "liutao";
   }
}

类二

package insidecategory;
 
public class Example2 {
 
    public int age()
    {
        return 25;
    }
}
 

类三

 package insidecategory;
 
public class MainExample
{
   <strong>private class test1 extends Example1</strong>
    {
        public String name()
        {
          return super.name();
        }
    }
    <strong>private class test2 extends Example2</strong>
    {
       public int age()
       {
         return super.age();
       }
    }
   public String name()
    {
    return new test1().name();
   }
   public int age()
   {
       return new test2().age();
   }
   public static void main(String args[])
   {
       MainExample mi=new MainExample();
       System.out.println("姓名:"+mi.name());
       System.out.println("年龄:"+mi.age());
   }
}

大家注意看类三，里面分别实现了两个内部类 test1,和test2 ，test1类又继承了Example1，test2继承了Example2，这样我们的类三MainExample就拥有了Example1和Example2的方法和属性，也就间接地实现了多继承。

四、 避免修改接口而实现同一个类中两种同名方法的调用。

 大家假想一下如果，你的类要继承一个类，还要实现一个接口，可是你发觉你继承的类和接口里面有两个同名的方法怎么办？你怎么区分它们？？这就需要我们的内部类了。看下面的代码

接口

 package insidecategory;
 
public interface Incrementable
{
 void increment();
}

类 MyIncrement

   package insidecategory;
 
public class MyIncrement {
 
    public void increment()
    {
      System.out.println("Other increment()");
    }
    static void f(MyIncrement f)
    {
        f.increment();
    }
 
}

大家看上面加黑的部分，两个方法都是一样的。在看下面这个类要继承这两个类

如果不用内部类

package insidecategory;
 
public class Callee2 extends MyIncrement implements Incrementable
{
public void increment()
      {
        //代码
       }
}

想问一下大家increment()这个方法是属于覆盖MyIncrement这里的方法呢？还是Incrementable这里的方法。我怎么能调到MyIncrement这里的方法？显然这是不好区分的。而我们如果用内部类就很好解决这一问题了。看下面代码

package insidecategory;
 
public class Callee2 extends MyIncrement
{
 private int i=0;
 private void incr()
 {
       i++;
       System.out.println(i);
 }
 private class Closure implements Incrementable
 {
      public void increment()
      {
        incr();
      }
 }
 Incrementable getCallbackReference()
 {
      return new Closure();
 }
}

我们可以用内部类来实现接口，这样就不会与外围类的方法冲突了。

4、内部类的分类

*内部类可以是静态static的，也可用public，default，protected和private修饰。（而外部顶级类即类名和文件名相同的只能使用public和default）。

 

注意：内部类是一个编译时的概念，一旦编译成功，就会成为完全不同的两类。对于一个名为outer的外部类和其内部定义的名为inner的内部类。编译完成后出现outer.class和outer$inner.class两类。所以内部类的成员变量/方法名可以和外部类的相同。

1. 成员内部类

      成员内部类，就是作为外部类的成员，可以直接使用外部类的所有成员和方法，即使是private的。同时外部类要访问内部类的所有成员变量/方法，则需要通过内部类的对象来获取。

      要注意的是，成员内部类不能含有static的变量和方法。因为成员内部类需要先创建了外部类，才能创建它自己的，了解这一点，就可以明白更多事情，在此省略更多的细节了。

      在成员内部类要引用外部类对象时，使用outer.this来表示外部类对象；

      而需要创建内部类对象，可以使用outer.inner  obj = outerobj.new inner();

public class Outer { 
    public static void main(String[] args) { 
        Outer outer = new Outer(); 
        Outer.Inner inner = outer.new Inner(); 
        inner.print("Outer.new"); 
 
        inner = outer.getInner(); 
        inner.print("Outer.get"); 
    } 
 
    // 个人推荐使用getxxx()来获取成员内部类，尤其是该内部类的构造函数无参数时 
    public Inner getInner() { 
        return new Inner(); 
    } 
 
    public class Inner { 
        public void print(String str) { 
            System.out.println(str); 
        } 
    } 
} 

2. 局部内部类

      局部内部类，是指内部类定义在方法和作用域内。Thinking in Java给了这么两个例子：

定义在方法内：

public class Parcel4 { 
    public Destination destination(String s) { 
        class PDestination implements Destination { 
            private String label; 
 
            private PDestination(String whereTo) { 
                label = whereTo; 
            } 
 
            public String readLabel() { 
                return label; 
            } 
        } 
        return new PDestination(s); 
    } 
 
    public static void main(String[] args) { 
        Parcel4 p = new Parcel4(); 
        Destination d = p.destination("Tasmania"); 
    } 
} 

 定义在作用域里：

public class Parcel5 { 
    private void internalTracking(boolean b) { 
        if (b) { 
            class TrackingSlip { 
                private String id; 
                TrackingSlip(String s) { 
                    id = s; 
                } 
                String getSlip() { 
                    return id; 
                } 
            } 
            TrackingSlip ts = new TrackingSlip("slip"); 
            String s = ts.getSlip(); 
        } 
    } 
 
    public void track() { 
        internalTracking(true); 
    } 
 
    public static void main(String[] args) { 
        Parcel5 p = new Parcel5(); 
        p.track(); 
    } 
} 

      局部内部类也像别的类一样进行编译，但只是作用域不同而已，只在该方法或条件的作用域内才能使用，退出这些作用域后无法引用的。

3. 嵌套内部类

       嵌套内部类，就是修饰为static的内部类。声明为static的内部类，不需要内部类对象和外部类对象之间的联系，就是说我们可以直接引用outer.inner，即不需要创建外部类，也不需要创建内部类。

      嵌套类和普通的内部类还有一个区别：普通内部类不能有static数据和static属性，也不能包含嵌套类，但嵌套类可以。而嵌套类不能声明为private，一般声明为public，方便调用。

4. 匿名内部类

      有时候我为了免去给内部类命名，便倾向于使用匿名内部类，因为它没有名字。例如：

((Button) findViewById(R.id.start)).setOnClickListener(new Button.OnClickListener() { 
    @Override 
    public void onClick(View v) { 
        new Thread() { 
 
            @Override 
            public void run() { 
                // TODO Auto-generated method stub 
            } 
 
        }.start(); 
    } 
}); 

      匿名内部类是不能加访问修饰符的。要注意的是，new 匿名类，这个类是要先定义的，看下面例子：

public class Outer { 
    public static void main(String[] args) { 
        Outer outer = new Outer(); 
        Inner inner = outer.getInner("Inner", "gz"); 
        System.out.println(inner.getName()); 
    } 
 
    public Inner getInner(final String name, String city) { 
        return new Inner() { 
            private String nameStr = name; 
 
            public String getName() { 
                return nameStr; 
            } 
        }; 
    } 
} 
 
//注释后，编译时提示类Inner找不到 
/* interface Inner { 
    String getName(); 
} */ 

同时在这个例子，留意外部类的方法的形参，当所在的方法的形参需要被内部类里面使用时，该形参必须为final。这里可以看到形参name已经定义为final了，而形参city 没有被使用则不用定义为final。为什么要定义为final呢？在网上找到本人比较如同的解释：

 “这是一个编译器设计的问题，如果你了解java的编译原理的话很容易理解。  

首先，内部类被编译的时候会生成一个单独的内部类的.class文件，这个文件并不与外部类在同一class文件中。  

当外部类传的参数被内部类调用时，从java程序的角度来看是直接的调用例如：  

public void dosome(final String a,final int b){  

  class Dosome{public void dosome(){System.out.println(a+b)}};  

  Dosome some=new Dosome();  

  some.dosome();  

}  

从代码来看好像是那个内部类直接调用的a参数和b参数，但是实际上不是，在java编译器编译以后实际的操作代码是  

class Outer$Dosome{  

  public Dosome(final String a,final int b){  

  this.Dosome$a=a;  

  this.Dosome$b=b;  

}  

  public void dosome(){  

  System.out.println(this.Dosome$a+this.Dosome$b);  

}  

}}  

从以上代码看来，内部类并不是直接调用方法传进来的参数，而是内部类将传进来的参数通过自己的构造器备份到了自己的内部，自己内部的方法调用的实际是自己的属性而不是外部类方法的参数。  

这样理解就很容易得出为什么要用final了，因为两者从外表看起来是同一个东西，实际上却不是这样，如果内部类改掉了这些参数的值也不可能影响到原参数，然而这样却失去了参数的一致性，因为从编程人员的角度来看他们是同一个东西，如果编程人员在程序设计的时候在内部类中改掉参数的值，但是外部调用的时候又发现值其实没有被改掉，这就让人非常的难以理解和接受，为了避免这种尴尬的问题存在，所以编译器设计人员把内部类能够使用的参数设定为必须是final来规避这种莫名其妙错误的存在。”

 (简单理解就是，拷贝引用，为了避免引用值发生改变，例如被外部类的方法修改等，而导致内部类得到的值不一致，于是用final来让该引用不可改变)

 

      因为匿名内部类，没名字，是用默认的构造函数的，无参数的，那如果需要参数呢？则需要该类有带参数的构造函数：

public class Outer { 
    public static void main(String[] args) { 
        Outer outer = new Outer(); 
        Inner inner = outer.getInner("Inner", "gz"); 
        System.out.println(inner.getName()); 
    } 
 
    public Inner getInner(final String name, String city) { 
        return new Inner(name, city) { 
            private String nameStr = name; 
 
            public String getName() { 
                return nameStr; 
            } 
        }; 
    } 
} 
 
abstract class Inner { 
    Inner(String name, String city) { 
        System.out.println(city); 
    } 
 
    abstract String getName(); 
} 

注意这里的形参city，由于它没有被匿名内部类直接使用，而是被抽象类Inner的构造函数所使用，所以不必定义为final。

 

      而匿名内部类通过实例初始化，可以达到类似构造器的效果：

public class Outer { 
    public static void main(String[] args) { 
        Outer outer = new Outer(); 
        Inner inner = outer.getInner("Inner", "gz"); 
        System.out.println(inner.getName()); 
        System.out.println(inner.getProvince()); 
    } 
 
    public Inner getInner(final String name, final String city) { 
        return new Inner() { 
            private String nameStr = name; 
            private String province; 
 
            // 实例初始化 
            { 
                if (city.equals("gz")) { 
                    province = "gd"; 
                }else { 
                    province = ""; 
                } 
            } 
 
            public String getName() { 
                return nameStr; 
            } 
 
            public String getProvince() { 
                return province; 
            } 
        }; 
    } 
} 
 
interface Inner { 
    String getName(); 
    String getProvince(); 
} 

5.内部类的继承

      内部类的继承，是指内部类被继承，普通类 extents 内部类。而这时候代码上要有点特别处理，具体看以下例子：

public class InheritInner extends WithInner.Inner { 
 
    // InheritInner() 是不能通过编译的，一定要加上形参 
    InheritInner(WithInner wi) { 
        wi.super(); 
    } 
 
    public static void main(String[] args) { 
        WithInner wi = new WithInner(); 
        InheritInner obj = new InheritInner(wi); 
    } 
} 
 
class WithInner { 
    class Inner { 
 
    } 
} 

可以看到子类的构造函数里面要使用父类的外部类对象.super();而这个对象需要从外面创建并传给形参。

 

至于内部类的重载，感觉Thinking in Java的例子很复杂，在平常应用中应该很少，因为有点难懂，不清晰。而内部类和闭包之间的事情，暂时放下，以后再看。