【Java学习笔记】内部类（重点）

内部类（重点，难点，非常非常重要！！！）

警告：此处为水平分水岭，务必理解透彻，即将对面向对象的理解上一个台阶！！！

注意：内部类是学习的难点，同时也是重点，后面看底层源码时，有大量的内部类！！！

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1. 内部类的基本介绍

• （1）一个类的内部又完整的嵌套了另一个类结构

  • 1. 被嵌套的类称为内部类（inner class）

  • 2. 嵌套其他类的类称为外部类（outer class）。

• （2）内部类最大的特点就是可以直接访问私有属性，并且可以体现类与类之间的包含关系

2. 内部类的分类

• 定义在外部类的局部位置上

  • （1）局部内部类

  • （2）匿名内部类（重点，难点）

• 定义在外部类的成员位置上

  • （1）成员内部类

  • （2）静态内部类

3. 对一些类概念的说明（关系见如下结构）

• 外部类

  • 内部类

• 外部其他类

// 外部类
class outer_class{
    // 内部类
    class inner_class{

    }
}

// 外部其他类（与外部类呈并列关系）
class other_outer_class{

}

至此，类的所有内容完善了，形成一个完整的类结构！！！

• （1）属性

• （2）方法

• （3）构造器

• （4）代码块

• （5）内部类

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一、局部内部类

1. 对于局部的理解

• （1）既然是局部，说明特点就是在某一个结构中，并且是可以被调用的，调用后将会失效

• （2）回顾类的五大结构，引出

  • 局部内部类定义于：类方法、代码块中

2. 对于局部内部类本质的理解

• （1）本质是一个类

• （2）由于是局部，可以看作是一个局部变量（成员），只是这个变量（成员）是一个类，其特性大同小异

局部内部类的使用细节

• （1）说明：局部内部类是定义在外部类的局部位置，并且有类名

• （2）可以直接访问外部类的所有成员，包含私有的

• （3）不能添加访问修饰符，因为它的地位就是一个局部变量；局部变量是不能使用修饰符的，但是可以使用 final 修饰，因为局部变量也可以使用 final

• （4）作用域：仅仅在定义它的方法或代码块中

• （5）成员的访问

  • 1. 局部内部类访问外部类的成员

    • 访问方式：直接访问

  • 2. 外部类访问局部内部类的成员

    • 访问方式：创建对象，再访问（注意：必须在作用域内）

• （6）外部其他类不能访问局内部类（因为局部内部类地位是一个局部变量）

• （7）如果外部类和局部内部类的成员重名时

  • 1. 默认遵循就近原则

  • 2. 如果想访问外部类的成员，则可以使用（外部类名.this.成员）去访问

  • 举例：System.out.println("外部类的 n1=" + 外部类名.this.n1)

  • 理解几个东西

    • 1. 外部类.this：本质是外部类的对象，哪个对象调用了局部内部类所在的方法或代码块，外部类.this就是哪个对象

    • 2. this.n1：this 指向的是调用的当前对象，显然就是局部内部类这个对象的属性

代码解析

package inner;

public class main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("你创建了外部类的一个对象，接下来是构造器的初始化\n");
        outer_class outer_class = new outer_class();
        System.out.println("接下来调用外部类的 test() 方法\n");
        outer_class.test();
    }
}

// 外部类
class outer_class{

    {
        class inner_class_code_block{
            public void hi(){
                System.out.println("调用了 外部类 代码块中的 局部内部类 的 hi() 方法");
            }
        }
        inner_class_code_block inner_class_code_blockblock = new inner_class_code_block();
        inner_class_code_blockblock.hi();
    }

    int n1 = 10;
    private final int n2 = 20;

    // 构造器
    public outer_class(){
        // super()  调用父类的无参构造器，这里的父类是 Object()
        // 调用普通代码块
        // 类的属性初始化
        System.out.println("调用了 外部类 的 无参构造器\n");
    }

    public void test(){

        System.out.println("进入了外部类的 test() 方法\n");

        // 局部内部类
        class inner_class{
            final int n1 = 30;
            public void test(){
                System.out.println("进入了局部内部类的 test() 方法");
                System.out.println("1. 访问外部类的成员 n1= " + outer_class.this.n1 + "\n（访问方法:类名.this.n1；注意：当方法名重名的时候，遵循就近原则）" + "\n" );
                System.out.println("2. 访问外部类的 私有 成员 n2=" + n2 + "\n");
                System.out.println("3. 访问局部内部类的成员 n1=" + n1 + "\n");
            }
        }

        // 外部类想要访问内部类的成员或者方法：创建对象，然后访问
        inner_class inner_class = new inner_class();

        System.out.println("通过创建对象的方法\n\n一、外部类 调用 局部内部类的 成员 n1=" + inner_class.n1 + "\n");
        System.out.println("二、外部类 调用 局部内部类的 test()方法\n");
        inner_class.test();
    }
}

// 输出结果
你创建了外部类的一个对象，接下来是构造器的初始化

调用了 外部类 代码块中的 局部内部类 的 hi() 方法
调用了 外部类 的 无参构造器

接下来调用外部类的 test() 方法
进入了外部类的 test() 方法

通过创建对象的方法

一、外部类 调用 局部内部类的 成员 n1=30

二、外部类 调用 局部内部类的 test()方法

进入了局部内部类的 test() 方法
1. 访问外部类的成员 n1= 10
（访问方法:类名.this.n1；注意：当方法名重名的时候，遵循就近原则）

2. 访问外部类的 私有 成员 n2=20

3. 访问局部内部类的成员 n1=30

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二、匿名内部类（重点）

为什么需要匿名内部类？

需求：创建一个类实现接口方法，然后再外部类中调用实现接口的方法

package anonymous;

public class main {
    public static void main(String[] args) {
        outer_class outer_class = new outer_class();
        outer_class.test();
    }
}

interface ia{
    public void run();
}

// 单独创建tiger类，在outer_class中调用实现接口的方法
class tiger implements ia{
    public void run(){
        System.out.println("利用接口，实现了run()方法");
    }
}

class outer_class{
    public void test(){
        tiger tiger = new tiger();
        System.out.println("在outer_class中调用tiger中的test()方法\n");
        tiger.run();
    }
}

如果要求该类只使用一次，代码存在的问题

• （1）单独创建类会使得代码冗余，代码不够简洁

• （2）不利于维护，如果需要修改某个成员，那该类的所有对象都会受到影响，不够灵活

引出—>匿名内部类

1. 基本介绍

• （1）本质是类

• （2）是内部类

• （3）该类没有名字

• （4）同时还是一个对象

2. 基本语法

new 类 或 接口（参数列表）{
           类体
};

3. 匿名内部类的特点

匿名内部类即是一个类的定义，同时它本身也是一个对象，因此从语法上看，他既有定义类的特征，也有创建对象的特征，因此可以调用匿名内部类方法

4. 使用细节

>>提示：匿名内部类和局部内部类都是定义在局部位置上，具有的特性大同小异

• （1）可以直接访问外部类的所有成员，包含私有的

• （2）不能添加访问修饰符，因为它的地位就是一个局部变量

• （3）作用域：仅仅在定义它的方法或代码块中

• （4）关于访问

  • 1. 匿名内部类访问外部类成员

    • 访问方式：直接访问

  • 2. 外部其他类不能访问匿名内部类（因为匿名内部类地位是一个局部变量）

• （5）如果外部类和匿名内部类的成员重名时，匿名内部类访问的话，默认遵循就近原则，

• （6）如果想访问外部类的成员，则可以使用（外部类名.this.成员）去访问

  • 举例：System.out.println("外部类的 n1=" + 外部类名.this.n1)

package anonymous;

public class main {
    public static void main(String[] args) {
        outer_class outer_class = new outer_class();
        outer_class.test();
    }
}

interface ia{
    public void run();
}

// 单独创建tiger类，在outer_class中调用实现接口的方法
class tiger implements ia{
    public void run(){
        System.out.println("利用接口，实现了run()方法");
    }
}

class outer_class{
    public void test(){
        tiger tiger = new tiger();
        System.out.println("在outer_class中调用tiger中的test()方法\n");
        tiger.run();
    }
}

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匿名内部类的使用场景

• （1）基于接口的匿名内部类

• （2）基于类的匿名内部类

• （3）基于抽象类的匿名内部类

• （4）类只使用一次，后续不再使用

• （5）匿名内部类的应用：类可以作为实参传递

一、代码解析：基于接口的使用方法

package anonymous;

public class main {
    public static void main(String[] args) {
        outer_class outer_class = new outer_class();
        outer_class.test();
    }
}

interface ia{
    public void run();
}


class outer_class{
    public void test(){

        ia tiger = new ia() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("在匿名内部类中，实现了接口方法run()");
            }
        };

        tiger.run();
        System.out.println("tiger的运行的运行类型是：" + tiger.getClass());
    }
}

// 运行结果
在匿名内部类中，实现了接口方法run()
tiger的运行的运行类型是：class anonymous.outer_class$1

说明

• （1）匿名内部类没有类名，其实是在底层分配了一个类名（名称为：外部类的类名 + $1(按照使用的个数依次编号)）

• （2）基于接口的匿名内部类的底层源码分析

class outer_class$1 implements ia{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("在匿名内部类中，实现了接口方法run()");
    }
}

• （3）当执行new ia()的时候就表示创建了outer_class$1对象实例，把地址返回，通过 tiger 来接收，即相当于创建了 ia 类的 tiger 实例，在匿名内部类中重写了 run()方法（实现了接口方法）

• （4）对比之前的方法

  • 先创建 tiger 类

  • 实现接口

  • 在 tiger 类中实现接口方法

  • 在外部类中创建 tiger 对象实例，调用 tiger 中的方法

• （5）tiger 的运行类型就是匿名内部类

• （6）匿名内部类（outer_class$1）使用一次后就不能再使用，但是接收的对象实例 tiger 是可以不断使用的

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二、代码解析：基于类的使用方法

package anonymous;

public class main {
    public static void main(String[] args) {
        outer_class outer_class = new outer_class();
        outer_class.test();
    }
}

class father{

    String name;

    public father(){

    }

    public father(String name){
        this.name = name;
    }

    public void hi(){

    }

}
class outer_class{

    public void test(){
        father father = new father() {
            @Override
            public void hi(){
                System.out.println("匿名内部类重写了father类的hi()方法");
            }
        };

        father.hi();
        System.out.println("father的运行类型是：" + father.getClass());
    }
}
// 运行结果
匿名内部类重写了father类的hi()方法
father的运行类型是：class anonymous.outer_class$1

基于类匿名内部类的底层源码分析

class outer_class$1 extends father{
    @Override
    public void hi(){
        System.out.println("匿名内部类重写了father类的hi()方法");
    }
}

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三、基于抽象类的使用方法

package anonymous;

public class main {
    public static void main(String[] args) {
        outer_class outer_class = new outer_class();
        outer_class.test();
    }
}

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

class outer_class {

    public void test() {
        A a = new A() {
            @Override
            public void hi(){
                System.out.println("匿名内部类中重写了抽象类中的hi()方法");
            }
        };

        a.hi();
        System.out.println("匿名内部类的运行类型是：" + a.getClass());
    }
}

// 运行结果
匿名内部类中重写了抽象类中的hi()方法
匿名内部类的运行类型是：class anonymous.outer_class$1

基于抽象类的匿名内部类底层源码分析

class outer_class$1 extends A{
  @Overide
  public void hi(){
     System.out.println("匿名内部类中重写了抽象类中的hi()方法");
  }
}

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四、匿名内部类的使用实例：作为参数传递

要求：写一个类实现接口，在类中重写接口方法，在主类中调用接口方法

第一种：传统写法

package anonymous;

public class main {
    public static void main(String[] args) {
        animal animal = new animal();
        tool.interface_implement(animal);
    }
}

interface A{
    void hi();  // 默认是 public ，可以不写
}

class animal implements A{
    @Override
    public void hi() {
        System.out.println("animal类实现了接口，并重写了接口中的hi()方法");
    }
}

class tool{
    public static void interface_implement(A interface_member){
        interface_member.hi();
    }
}

// 运行结果
animal类实现了接口，并重写了接口中的hi()方法

问题分析：需要单独创建animal类实现接口，并重写接口中的方法，过于繁琐，代码冗余

第二种：匿名内部类

package anonymous;

public class main {
    public static void main(String[] args) {
        tool.interface_implement(new A() {
            @Override
            public void hi() {
                System.out.println("animal类实现了接口，并重写了接口中的hi()方法");
            }
        });
    }
}

interface A{
    void hi();  // 默认是 public ，可以不写
}

class tool{
    public static void interface_implement(A interface_member){
        interface_member.hi();
    }
}

// 运行结果
animal类实现了接口，并重写了接口中的hi()方法

代码分析

• （1）将匿名内部类作为实参传递，代码简洁

• （2）灵活性好：对比传统写法，若需要修改某些内容不会影响到实现了接口A的不同的类的所有对象实例

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总结：匿名内部类的本质可以理解为new 接口或类，在底层就会分配一个类（这个类就是匿名内部类）去实现接口或继承一个类，返回这个类的对象实例地址，然后可以用一个对象实例接收，实现方法和成员的调用

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三、成员内部类

1. 介绍：定义在外部类的成员位置，并且没有 static 修饰

2. 使用细节

• （1）可以直接访问外部类的所有成员，包含私有的

• （2）可以添加任意访问修饰符(public、protected、默认、private)，因为它的地位就是一个成员

• （3）作用域和外部类的其他成员一样，为整个类体

• （4）关于访问

  • 1. 成员内部类访问外部类成员

    • 访问方式：直接访问

  • 2. 外部类访问成员内部类

    • 访问方式：创建对象，再访问

• （5）如果外部类和内部类的成员重名时

  • 1.内部类访问的话，默认遵循就近原则

  • 2. 如果想访问外部类的成员，则可以使用（外部类名.this.成员）去访问

3. 外部其他类访问成员内部类

• 理解：首先成员内部类的本质是成员，即可以用通过对象去访问，然而访问的是一个类，需要创建对象实例

方法一：访问成员时创建对象实例

package anonymous;

public class main {
    public static void main(String[] args) {
        other_class other_class = new other_class();
        other_class.hi();
    }
}

class outer_class{

    class inner_class{
        public void hi(){
            System.out.println("调用了outer_class中inner_class的hi()方法");
        }
    }
}

class other_class{
    // 在外部其他类中访问成员内部类

    public void hi(){
        System.out.println("调用了other_class的hi()方法");
        outer_class outer_class = new outer_class();
        // 访问成员的时候创建成员内部类对象实例
        outer_class.inner_class inner_class = outer_class.new inner_class();
        inner_class.hi();
    }
}

// 输出结果
调用了other_class的hi()方法
调用了outer_class中inner_class的hi()方法

方法二：写一个方法返回对象实例

package anonymous;

public class main {
    public static void main(String[] args) {
        other_class other_class = new other_class();
        other_class.hi();
    }
}

class outer_class{

    class inner_class{
        public void hi(){
            System.out.println("调用了outer_class中inner_class的hi()方法");
        }
    }

    public inner_class get_inner_class_instance(){
        return new inner_class();
    }
}

class other_class{
    // 在外部其他类中访问成员内部类

    public void hi(){
        System.out.println("调用了other_class的hi()方法");
        outer_class outer_class = new outer_class();
        // 访问成员的时候创建成员内部类对象实例
        outer_class.inner_class inner_class_instance = outer_class.get_inner_class_instance();
        inner_class_instance.hi();
    }
}

// 输出结果
调用了other_class的hi()方法
调用了outer_class中inner_class的hi()方法

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四、静态内部类

1. 介绍：静态内部类是定义在外部类的成员位置，并且有 static 修饰

2. 静态内部类的使用细节

提示：静态和普通的区别在于（1）静态只能访问静态的（2）普通的能访问静态和非静态的

• （1）可以直接访问外部类的所有静态成员，包含私有的，但不能直接访问非静态成员

• （2）可以添加任意访问修饰符(public、protected、默认、private)，因为它的地位就是一个成员

• （3）作用域：同其他成员，为整个类体

• （4）关于访问

  • 1. 静态内部类访问外部类

    • 访问方式：直接访问所有静态成员

  • 2. 外部类访问静态内部类

    • 访问方式：创建对象，再访问

• （5）如果外部类和静态内部类的成员重名时

  • 1. 静态内部类访问时，默认遵循就近原则

  • 2.如果想访问外部类的成员，则可以使用（外部类名.成员）去访问

3. 外部其他类访问静态内部类

• 理解

  • （1）内部类是静态的，可以通过类名去访问，无需先创建外部类对象

  • （2）可以直接通过类名访问到静态内部类然后创建对象实例

方法一：类名访问静态内部类，创建对象实例

package anonymous;

public class main {
    public static void main(String[] args) {
        other_class other_class = new other_class();
        other_class.hi();
    }
}

class outer_class{

    static class inner_class{
        public void hi(){
            System.out.println("调用了outer_class中inner_class的hi()方法");
        }
    }
}

class other_class{
    // 在外部其他类中访问成员内部类

    public void hi(){
        System.out.println("调用了other_class的hi()方法");
        // 注意：这里是静态内部类，直接通过类名访问
        outer_class.inner_class inner_class = new outer_class.inner_class();
        inner_class.hi();
    }
}

// 输出结果
调用了other_class的hi()方法
调用了outer_class中inner_class的hi()方法

代码解析：由于是静态的，直接用通过类名访问到静态内部类，之后创建静态内部类对象实例，调用相关的方法即可

方法二：编写一个方法，可以返回静态内部类的对象实例

package anonymous;

public class main {
    public static void main(String[] args) {
        other_class other_class = new other_class();
        other_class.hi();
    }
}

class outer_class {

    static class inner_class {
        public void hi() {
            System.out.println("调用了outer_class中inner_class的hi()方法");
        }
    }

    public static outer_class.inner_class get_inner_class_instance() {
        return new outer_class.inner_class();
    }
}

class other_class {
    // 在外部其他类中访问成员内部类

    public void hi() {
        System.out.println("调用了other_class的hi()方法");
        // 注意：这里是静态内部类，直接通过类名访问
        outer_class.inner_class inner_class_instance = outer_class.get_inner_class_instance();
        inner_class_instance.hi();
    }
}

// 输出结果
调用了other_class的hi()方法
调用了outer_class中inner_class的hi()方法

代码解析：编写一个方法返回静态内部类实例对象，由于是静态的，直接通过外部类的类名访问静态内部类，用一个变量接收返回的静态内部类实例，通过对象调用相关的方法