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java 内部类的四种“写法”

2023-04-04 400
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简介： java进阶——内部类（成员内部类、静态内部类、局部内部类，匿名内部类）
  • 基本介绍
  • 语法格式
  • 分类
  • 成员内部类
  • 静态内部类
  • 局部内部类
  • 匿名内部类（🐂🖊）

一、基本介绍 :

1.概述

当一个类的内部又完整地嵌套了另一个类时，被嵌套于内部的“内核”我们称之为“内部类”(inner class)；而包含该内部类的“外壳”我们称之为“外部类”(outer class)。内部类最大的特点就是可以直接访问私有属性，并且可以体现出类与类之间的包含关系。PS : 底层源码中往往含有大量的内部类。

内部类是类的第五大成员，其他四个分别是属性，方法，构造器，代码块。

2.概念图

image.png

二、语法格式 :

如上面概念图所示 : 

class外部类类名 {
class内部类类名 {
class内部类的内部类类名 {
//......        }
    }
}
class外部其他类类名 {
}

类的五大成员简单演示 : 

packageknowledge.inner.introduction;
publicclassDemo {
//1.propertiespublicstaticfinalinttemp=5;
privateStringstring="temp_string";
//2.methodspublicStringgetString() {
returnstring;
    }
publicstaticinttempSum(intparameter) {
returntemp+parameter;
    }
//3.constructorpublicDemo() {
    }
//4.code block    {
System.out.println("This is the non-static code block of the Demo class.");
    }
//5.inner classclassInner_demo {
classInner_inner_demo {
//......        }
    }
}
classOther {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
System.out.println("temp = "+Demo.temp);
System.out.println("temp + actual parameter = "+Demo.tempSum(11));
System.out.println("temp_string = "+newDemo().getString());
    }
}

运行结果 :

image.png

三、内部类的分类 :

0.概念图 :

image.png

1.成员内部类

①介绍 :

成员内部类指定义在外部类的成员位置，并且非static修饰的内部类。

②特点 :

1°成员内部类可以直接访问外部类的所有成员，包含私有成员。

2°成员内部类本身可以添加任意访问修饰符，因为它本身属于外部类的一个成员，地位同成员变量，成员方法等相当。

3°作用域——在整个外部类中均可以使用。

4°成员内部类与其外部类之间的访问关系——

成员内部类可直接访问其外部类所有成员。

外部类在满足成员内部类作用域（整个外部类中)的前提下，可以通过创建成员内部类对象的方式来调用成员内部类中的成员。

5°外部其他类想访问成员内部类有三种方式——

第一种方式 : 
外部类类名引用变量1=new外部类类名();
外部类类名.内部类类名引用变量2=引用变量1.new内部类类名();
//引用变量2 此时已经指向了一个成员内部类对象。
第二种方式 : 
外部类类名引用变量1=new外部类类名();
//在成员内部类的外部类中定义一个方法来返回一个内部类实例。将该方法暂且称作“instance方法”。外部类类名.内部类类名引用变量2=引用变量1.instance方法;
//引用变量2 此时已经指向了一个成员内部类对象。
第三种方式 : （其实就是第二种方式） 
即第二种方式的链式编程:
//在成员内部类的外部类中定义一个方法来返回一个内部类实例。外部类类名.内部类类名引用变量=new外部类类名().instance方法;

PS : 如果没有添加“外部类类名.”前缀，jvm将无法识别成员内部类。

③演示 :

1°外部类访问成员内部类的演示 : 

packageknowledge.oop.inner.member;
publicclassFruit {
publicclassGrape {    //成员内部类privateStringname="grape";
    }
publicvoidshowName() {
Grapegrape=newGrape();
System.out.println("Grape's name = "+grape.name);
    }
}
classTest {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
Fruitfruit=newFruit();
fruit.showName();
    }
}

运行结果 :

image.png

2°外部其他类访问成员内部类的三种方式演示 : 

packageknowledge.oop.inner.member;
publicclassFruit {    //外部类publicclassGrape {    //成员内部类privateStringname="grape";
publicStringgetName() {
returnname;
        }
    }
publicGrapegetGrapeInstance() {
returnnewGrape();
    }
}
classPeople {      //外部其他类publicvoideatGrape() {
//方式一Fruitfruit=newFruit();
Fruit.Grapegrape_0=fruit.newGrape();
System.out.println("Grape's name = "+grape_0.getName());
//方式二Fruit.Grapegrape_1=fruit.getGrapeInstance();
System.out.println("Grape's name = "+grape_1.getName());
//方式三   即方式二的链式编程形式。Fruit.Grapegrape_2=newFruit().getGrapeInstance();
System.out.println("Grape's name = "+grape_2.getName());
    }
}
classTest {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
Peoplepeople=newPeople();
people.eatGrape();
    }
}

运行结果 :

image.png

2.静态内部类

①介绍 :

静态内部类就是在成员内部类的基础上添加了static修饰符。

②特点 :

1°静态内部类可以直接访问外部类的所有静态成员，包含私有成员。但不能访问非静态成员。

2°静态内部类本身可以添加任意访问修饰符，因为它本身属于外部类的一个成员，地位同成员变量，成员方法等相当。

3°作用域——在整个外部类中均可以使用。

4°静态内部类与其外部类之间的访问关系——

静态内部类可直接访问其外部类所有静态成员。

外部类在满足静态内部类作用域（整个外部类中)的前提下，可以通过创建成员内部类对象的方式来调用静态内部类中的成员。

5°外部其他类想访问静态内部类有两种方式——

第一种方式 : 
外部类类名引用变量1=new外部类类名();
外部类类名.内部类类名引用变量2=new外部类类名.内部类类名();
//注意等号右侧，与成员内部类不同的是 : 静态内部类可以直接通过“类型.”的形式调用。
第二种方式 : 
外部类类名引用变量1=new外部类类名();
//在静态内部类的外部类中定义一个方法来返回一个内部类实例。将该方法暂且称作“instance方法”。外部类类名.内部类类名引用变量2=引用变量1.instance方法;
//或者也可以将instance方法设置为静态方法//外部类类名.内部类类名 引用变量3 = 外部类类名.instance方法;

③演示 :

1°外部类访问静态内部类的演示 : 

packageknowledge.oop.inner.staticinner;
publicclassAnimal {
publicstaticclassFish {
publicvoidswim() {
System.out.println("🐟 : \"I like swim.\"");
        }
    }
publicvoidskill() {
Fishfish=newFish();
fish.swim();
    }
}
classTest {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
Animalanimal=newAnimal();
animal.skill();
    }
}

运行结果 :

image.png

2°外部其他类访问静态内部类的两种方式演示 : 

packageknowledge.oop.inner.staticinner;
publicclassAnimal {           //外部类publicstaticclassFish {  //静态内部类publicvoidswim() {
System.out.println("🐟 : \"I like swim.\"");
        }
    }
publicstaticFishgetFishInstance() {      //静态就通过类名调用returnnewFish();
    }
//public Fish getFishInstance() { return new Fish(); }  //非静态就通过对象调用}
classPeople {                  //外部其他类publicvoideatFish() {
//方式一 :Animal.Fishfish=newAnimal.Fish();
fish.swim();
//方式二 :Animal.Fishfish_EX=Animal.getFishInstance();
fish_EX.swim();
    }
}
classTest {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
Peoplepeople=newPeople();
people.eatFish();
    }
}

运行结果 :

image.png

3.局部内部类

①介绍 :

局部内部类（有类名）定义在外部类的局部位置，通常定义在方法体中。局部内部类的本质仍然是一个类，因此它也可以有自己的成员。

②特点 :

1°局部内部类可以直接访问外部类的所有成员，包含私有成员。

2°局部内部类前不可添加访问权限修饰符。因为它的地位与局部变量相当，而局部变量是没有访问权限修饰符的。但是，就像局部变量可以使用final关键字一样，局部内部类也可用final修饰，同样，作为一个类，局部内部类被final修饰后不能在作用域内被继承。

3°作用域——仅仅作用于该局部内部类所在的方法体或者代码块中。

4°局部内部类与其外部类之间的访问关系——

局部内部类可直接访问其外部类所有成员。

外部类在满足局部内部类作用域的前提下，可以通过创建内部类对象的方式来调用内部类中的成员。

5°外部其他类不能访问局部内部类。

6°当局部内部类与其外部类出现“强龙地头蛇”布局定式时，默认强龙不压地头蛇（就近原则）。如果想在局部内部类中访问其外部类的重名成员，则可以使用"外部类名.this.成员" 的形式去访问。其中，重点在于this，表明它是一个对象，前面的外部类名前缀只是标明了“是外部类的this对象”。

③演示 : 

packageknowledge.inner.locality;
publicclassFruit {
privateStringname="fruit";
publicstaticvoidjuice() {
System.out.println("美汁汁儿~");
    }
publicvoidtest() {
finalclassGrape {
privateStringname="grape";
publicvoidrelationship() {
System.out.println(this.name+" belongs to "+Fruit.this.name);
juice();    //invoke directly            }
        }
newGrape().relationship();
/* class SunshineRose extends Grape {//Grape类被final关键字修饰，因此不能被继承。}*/    }
}
classtest {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
Fruitfruit=newFruit();
fruit.test();
    }
}

运行结果 :

image.png

4.匿名内部类（压轴）

①介绍 :

匿名内部类在底层框架中用到很多，所以匿名内部类是四种内部类中最重要的一个。匿名内部类也定义在外部类的局部位置，如方法体中。需要注意的是，匿名内部类无显式的类名，意思就是你看不到匿名内部类的类名，但是系统会自动为它分配类名。（联系之前的匿名对象）

匿名内部类的定义格式如下 : 

new类或接口名(形参列表) {    //形参列表最后传给了非抽象类的构造器。//类体（可以在类体中实现接口中的抽象方法）};

②基于接口的匿名内部类 :

举个例子——定义Phone类去实现Use接口 : 

packageknowledge.oop.inner.anonymous;
publicinterfaceUsb {
publicabstractvoidconnect();
}
classPhoneimplementsUsb {
@Overridepublicvoidconnect() {
System.out.println("Your phone has been connected successfully.");
    }
publicstaticvoidmain(String[] args) {
Usbusb=newPhone();
usb.connect();
    }
}

运行结果 :

image.png

以上是传统的方式——写一个类--> 实现目标接口 --> 创建实现类对象 --> 调用实现后的方法。

如果现在提出这么一个需求 : 要求Phone类只使用一次，使用一次后便不再使用了。显然传统方式无法满足需求，Phone类一直在那儿放着；如果这种类似的需求有很多，使用传统的方式会极大增加开发的复杂度。

现在给出解决方案，使用匿名类，如下 : 

packageknowledge.oop.inner.anonymous;
publicinterfaceUsb {
publicabstractvoidconnect();
}
classSolution {
publicvoidinvoke_usb() {
Usbphone=newUsb() {    Thisananonymousclass.
@Overridepublicvoidconnect() {
System.out.println("Phone connected the USB interface successfully.");
            }
        };  //Don's forget the last semicolon.phone.connect();
    }
}
classTest {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
Solutionsolution=newSolution();
solution.invoke_usb();
    }
}

运行结果 :

image.png

使用匿名内部类可以简化开发。

此时，对于phone引用来讲，它的编译类型是Usb型，也就是Usb接口，而它的运行类型是匿名内部类。该匿名内部类此时的默认类名是“外部类类名 + $1"。（$1是按照匿名内部类的定义顺序来编号的）。如下 :

image.png

其实底层就相当于这么写 : 

classSolution$1implementsUsb {   
@Overridepublicvoidconnect() {
System.out.println("Phone connected the USB interface successfully.");
        }
    }

JDK底层在遇到匿名内部类以后，会先在底层创建这么个类以实现接口，然后直接new出了一个匿名内部类对象，又把对象的地址值返回给了当前引用。当然，匿名内部类使用一次后就没有了，想再new一个匿名内部类对象是做不到的。

③基于类的匿名内部类 :

在以上代码的基础上，增加一个Electronics类（电子产品类）。如下 : 

packageknowledge.oop.inner.anonymous;
publicinterfaceUsb {
publicabstractvoidconnect();
}
classSolution {
publicvoidinvoke_usb() {
Usbphone=newUsb() {
@Overridepublicvoidconnect() {
System.out.println("Phone connected the USB interface successfully.");
            }
        };  //Don's forget the last semicolon.phone.connect();
System.out.println("phone引用的运行类型是："+phone.getClass());
System.out.println();
Electronicsmobile=newElectronics() {
@Overridepublicvoidenergy() {
System.out.println("Of course the phone needs electricity.");
            }
        };  //Don't forget the last semicolon.mobile.energy();
System.out.println("mobile引用的运行类型是："+mobile.getClass());
    }
}
classTest {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
Solutionsolution=newSolution();
solution.invoke_usb();
    }
}
classElectronics {
publicElectronics() {}
publicvoidenergy() {}
}

运行结果 ：

image.png

注意看第二个匿名内部类的类名，编号改为了$2。

基于类的匿名内部类与基于接口的匿名内部类底层逻辑类似。如下 : 

classSolution$2extendsElectronics {   
@Overridepublicvoidenergy() {
System.out.println("Of course the phone needs electricity.");
        }
    }

PS : 如果是基于抽象类，这里类与类之间的关系就不是继承了，而是实现。

④调用方式 :

匿名内部类的调用方式有两种——

一种就如我们上面举得栗子。先创建一个引用来接收匿名内部类的对象，在通过引用来调用匿名内部类中实现或者是重写后的方法。还有一种就是不做接收，直接在匿名内部类后面通过“.”的形式来调用方法。(∵根据底层的操作来看，最终返回的就是一个匿名内部类的对象，即把它当成对象看待。)

仍然以上面代码为例，仅改变第二个匿名内部类Solution$2的调用方式。如下图所示 :

image.png

运行结果 :

image.png

⑤特点 :

1°匿名内部类可以直接访问外部类的所有成员，包含私有成员。

2°匿名内部类前不可添加访问权限修饰符。因为它的地位与局部变量相当，而局部变量是没有访问权限修饰符的。

3°作用域——仅仅作用于该匿名内部类所在的方法体或者代码块中。

4°外部其他类不能访问匿名内部类。

5°当匿名内部类与其外部类出现“强龙地头蛇”布局定式时，默认强龙不压地头蛇（就近原则）。如果想在匿名内部类中访问其外部类的重名成员，则可以使用"外部类名.this.成员" 的形式去访问。

6.匿名内部类从里面看，它的本质也是一个类，我们可以在类体中定义它自己的成员；但是从外面看，匿名内部类的本质是一个对象，因为底层在创建匿名内部类后直接new出了一个对象，因此实际上你可以直接把它当作一个对象来使用。

Δ匿名内部类和局部内部类的主要区别是——两者的调用方式不同。

⑥应用——匿名内部类作形参 :

在接口多态参数的基础上（接口类型作为形参），传递实参时以匿名内部类作为实参，可以极大地简化代码。

以接口多态参数中的Usb接口等为例，不一样的是，不再创建Phone类，Mouse类等实现类；而是在传递实参时，直接将它们写成匿名内部类的形式。代码如下 : 

packageknowledge.oop.inner.application;
publicinterfaceUsb {
voidconnect();
}
classConnectUsb {
publicvoidconnect(Usbusb) {
usb.connect();
    }
}
classTest {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
ConnectUsbconnectUsb=newConnectUsb();
connectUsb.connect(newUsb() {
@Overridepublicvoidconnect() {
System.out.println("平板已连接USB接口。");
            }
        });
connectUsb.connect(newUsb() {
@Overridepublicvoidconnect() {
System.out.println("手机已连接usb接口");
            }
        });        
connectUsb.connect(newUsb() {
@Overridepublicvoidconnect() {
System.out.println("鼠标已连接usb接口");
            }
        }); 
connectUsb.connect(newUsb() {
@Overridepublicvoidconnect() {
System.out.println("键盘已连接usb接口");
            }
        });
    }
}

运行结果 :

image.png

System.out.println("END---------------------------------------------");

文章标签：
Java
关键词：
Java内部类
Cyan_RA9
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