Java 内部类

秋夫人

已于 2024-08-23 10:18:51 修改

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分类专栏： java 文章标签： java

于 2024-08-23 10:15:12 首次发布

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Java内部类

Java内部类是定义在另一个类里面的类。根据其定义和作用域，内部类主要可以分为四种：成员内部类、局部内部类、匿名内部类和静态内部类。

特点

内部类提供了更好的封装，可以将内部类隐藏在外部类之内，不允许外界直接访问。
内部类可以直接访问外部类的成员，包括私有成员。
创建成员内部类的对象时，必须先有外部类的对象。

优缺点

优点：

更好的封装性，可以将内部类隐藏在外部类之内，减少了类的数量。
内部类可以直接访问外部类的成员，提高了代码的可读性和重用性。

缺点：

增加了类的复杂性，使用不当会使得代码结构混乱。
可能会引入额外的内存开销和性能开销。

示例

成员内部类示例：

public class Outer {
    private int num = 10;
    
    public class Inner {
        public void display() {
            System.out.println("num = " + num);
        }
    }
    
    public void createInner() {
        Inner inner = new Inner();
        inner.display();
    }
}

静态内部类示例：

public class Outer {
    private static int num = 10;
    
    public static class Inner {
        public void display() {
            System.out.println("num = " + num);
        }
    }
}

局部内部类示例：

public class Outer {
    public void display() {
        class Inner {
            public void show() {
                System.out.println("Hello, Inner");
            }
        }
        Inner inner = new Inner();
        inner.show();
    }
}

匿名内部类示例：

public class Outer {
    public void createThread() {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("匿名内部类创建的线程");
            }
        }).start();
    }
}

内部类是Java语言的一个强大特性，它允许更灵活地组织和封装复杂的类结构。正确使用内部类可以使代码更加简洁、易于维护。

Java 内部类可以访问外部类的原理

Java内部类可以访问外部类成员的原理基于Java编译器的特殊处理。当一个内部类被编译时，Java编译器会隐式地处理内部类和外部类之间的关系，确保内部类可以访问外部类的成员，包括私有成员。这是通过以下几个步骤实现的：

1. 引用外部类的实例

对于非静态内部类（成员内部类和匿名内部类），Java编译器会自动为内部类添加一个外部类实例的引用。这个引用的名称通常是this$0。这意味着，当创建内部类的实例时，它会隐式地持有一个对外部类实例的引用。通过这个引用，内部类可以访问外部类的实例成员。

2. 生成访问方法

当内部类需要访问外部类的私有成员时，Java编译器会在外部类中生成一些特殊的访问方法（通常是私有的和静态的）。这些方法提供了一种方式来访问外部类的私有成员。内部类实际上是通过调用这些访问方法来访问外部类的私有成员的。

3. 修改内部类的构造函数

对于成员内部类，Java编译器会修改其构造函数，加入一个外部类实例的参数。这样，当创建内部类的实例时，就会传递一个外部类的实例给内部类，从而使内部类能够通过这个实例访问外部类的成员。

示例

考虑以下代码：

public class Outer {
    private int num = 10;
    
    public class Inner {
        public void display() {
            System.out.println("num = " + num);
        }
    }
}

编译后，大致相当于以下形式（简化版）：

public class Outer {
    private int num = 10;
    
    private static int access$000(Outer outer) {
        return outer.num;
    }
    
    public class Inner {
        final Outer this$0;
        
        Inner(Outer outer) {
            this$0 = outer;
        }
        
        public void display() {
            System.out.println("num = " + Outer.access$000(this$0));
        }
    }
}