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探讨Java内部类的可见性

2017-11-01 1013
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简介：
在 Java 中，当生成一个内部类的对象时，此对象与制造它的外部类通过外部类的 .this 保持着联系，因此该内部类对象可以访问其外部类对象的所有成员，包括 private 成员。
而该内部类对象对于其他类的对象的访问，遵照常规的访问权限语法，这一点也没有什么特别支持。这里需要探讨的是，外部类以及其他类的对象可以如何访问到某个内部类对象，即内部类的可见性问题。
下面是一个示例程序 Out.java ，其中包含了 4 个不同访问权限的内部类（ private,default,protected,public ），在每个内部类中，分别包含 4 个不同访问权限的成员与方法。在外部类 Out 中提供了得到内部类实例的方法。
Out.java

package  com.zj.main;

 

public   class  Out {

     public  PrivateIn getPrivateIn(){

        return   new  PrivateIn();

    }

   

     public  DefaultIn getDefaultIn(){

        return   new  DefaultIn();

    }

   

     public  ProtectedIn getProtectedIn(){

        return   new  ProtectedIn();

    }

   

     public  PublicIn getPublicIn(){

        return   new  PublicIn();

    }

   

     private   class  PrivateIn  implements  InMethod{

        private   int   private_arg ;

        int   default_arg ;

        protected   int   protected_arg ;

        public   int   public_arg ;

      

        private   void  private_method(){};

        void  default_method(){};

        protected   void  protected_method(){};

        public   void  public_method(){};

    }

   

     class  DefaultIn  implements  InMethod{

        private   int   private_arg ;

        int   default_arg ;

        protected   int   protected_arg ;

        public   int   public_arg ;

      

        private   void  private_method(){};

        void  default_method(){};

        protected   void  protected_method(){};

        public   void  public_method(){};

    }

   

     protected   class  ProtectedIn  implements  InMethod{

        private   int   private_arg ;

        int   default_arg ;

        protected   int   protected_arg ;

        public   int   public_arg ;

      

        private   void  private_method(){};

        void  default_method(){};

        protected   void  protected_method(){};

        public   void  public_method(){};

    }

   

     public   class  PublicIn  implements  InMethod{

        private   int   private_arg ;

        int   default_arg ;

        protected   int   protected_arg ;

        public   int   public_arg ;

      

        private   void  private_method(){};

        void  default_method(){};

        protected   void  protected_method(){};

        public   void  public_method(){};

    }

 

     public   static   void  main(String[] args){

        //create an outer object

       Out out= new  Out();

      

        //create a private inner object by 'new'

        Out.PrivateIn privateIn=out. new  PrivateIn();

       privateIn. private_arg =0;

       privateIn.private_method();

      

        // create a private inner object  by 'out's method'

        Out.PrivateIn privateIn2 = out.getPrivateIn();

       privateIn2. private_arg  = 0;

       privateIn2.private_method();

     }

}

所有的 4 个内部类都实现了一个接口 InMethod ，该接口的作用在下文中会有讨论。下面先讨论内部类所在的外部类对其内部类对象的访问权限问题。
1. 外部类的访问

我们通过两种两种方式试图创建内部类的实例。
方式一  OuterClassName.InnerClassName inner=new Ouer().new Inner();

通过外部类对象 .new  的方式，可以得到 private inner class  的实例，并且可以访问它的 private 成员和 private 方法。自然 default 、 protected 和 public 的都可以访问。
 
方式二   通过外部类方法 get InnerInstance()

此种方法也可以访问所有内部类的所有成员和方法。
所以，一个内部类的对象对生成它的外部类对象是完全可见的，包括 private 内部类、 private 成员与 private 方法。
2. 同包其他类的访问

下面，在同一个包内创建一个 SamePackage.java 类，试图访问 Out 类的所有内部类。
SamePackage.java

package  com.zj.main;

 

public   class  SamePackage {

     public   static   void  main(String[] args) {

        // create an outer object

       Out out =  new  Out();

      

        //create a private inner object by 'new'

        //Out.PrivateIn privateIn=out.new PrivateIn();

        //->error: Out.PrivateIn is not visible.

 

        // create a default inner object by 'new'

       Out.DefaultIn defaultIn = out. new  DefaultIn();

        //defaultIn.private_arg=0;->error:not visible

       defaultIn. default_arg  = 0;

        //defaultIn.private_method();->error:not visible

       defaultIn.default_method();

 

        // create a private inner object by 'out's method'

        //Out.PrivateIn privateIn2 = out.getPrivateIn();

        //->error:Out.PrivateIn is not visible through out.getPrivateIn() is visible.

      

        // create a private inner object by 'out's method',

        // but use Interface reference to handle it

       InMethod privateIn=out.getPrivateIn();

       privateIn.public_method();

    }

}

方式一  OuterClassName.InnerClassName inner=new Ouer().new Inner();
使用方式一试图得到 private  内部类失败，根本得不到内部类的句柄。
//create a private inner object by 'new'

//Out.PrivateIn privateIn=out.new PrivateIn();

//->error: Out.PrivateIn is not visible.

     但是可以正常的访问 default 访问权限的内部类的对象。当然是访问不到它的 private 成员和 private 方法的。自然 protected 和 public 的都可以访问。
 
方式二   通过外部类方法 get InnerInstance()
虽然可以调用外部类对象的 getInnerInstance() 方法，但由于得不到 private 内部类的句柄，所以此种方法无法创建 private 内部类的实例。
// create a private inner object by 'out's method'

//Out.PrivateIn privateIn2 = out.getPrivateIn();

//->error:Out.PrivateIn is not visible through out.getPrivateIn() is visible.
但由于所有的内部类都实现了接口 InMethod 。
<<interface>> InMethod.java

public   interface  InMethod {

     void  public_method();

}

所以还是可以通过接口的引用访问到 private 内部类的 public 方法。自然 default 、 protected 和 public 的都可以访问这个 public 方法。
// create a private inner object by 'out's method',

// but use Interface reference to handle it

InMethod privateIn=out.getPrivateIn();

privateIn.public_method();
3. 不同包其他类的访问

在另一个包中建立一个类 DifferPackage.java 。
DifferPackage.java

package  com.zj.other;

 

import  com.zj.main.InMethod;

import  com.zj.main.Out;

 

public   class  DifferPackage {

     public   static   void  main(String[] args){

        //create an outer object

       Out out= new  Out();

      

        //create a public inner object by 'new'

       Out.PublicIn publicIn=out. new  PublicIn();

       publicIn. public_arg =0;

       publicIn.public_method();

      

        // create a public inner object by 'out's method'

       Out.PublicIn publicIn2 = out.getPublicIn();

       publicIn2. public_arg =0;

       publicIn2.public_method();

      

        //use Interface reference

       InMethod method;

       method=out.getPrivateIn();

       method.public_method();

       method=out.getDefaultIn();

       method.public_method();

       method=out.getProtectedIn();

       method.public_method();

       method=out.getPublicIn();

       method.public_method();

    }

}
通过 new 方式和 getInnerInstance() 方法只能访问 public 内部类的 public 成员和 public 方法；如果使用接口的引用，则可以访问所有 4 个内部类的 public 方法。
4. 不同包继承类的访问

在另一个包中建立一个类 DifferPackageExtend.java ，它继承自外部类 Out 。
DifferPackageExtend.java

package  com.zj.other;

 

import  com.zj.main.Out;

 

public   class  DifferPackageAndExtend  extends  Out{

     public   static   void  main(String[] args){

        //create an DifferPackageAndExtend's object,which extends Out

       Out extend= new  DifferPackageAndExtend();

      

        //create a protected inner object by 'new'

        //Out.ProtectedIn protectedIn=extend.new ProtectedIn();

        //->error:The constructor Out.ProtectedIn() is not visible

      

        // create a protected inner object by 'out's method'

       Out.ProtectedIn protectedIn=extend.getProtectedIn();

       protectedIn. public_arg =0;

       protectedIn.public_method();

    }

}
通过 new 方式，虽然可以得到内部类的句柄 Out.ProtectedIn ，但该内部类的构造子却不可见。
通过 getInnerInstance() 方法得到 protected 内部类的对象，但只能访问到 public 成员和 public 方法。由此可知， protected 内部类并不关心是否有其他类继承自它的外部类。所有 protected 访问权限不在此种情况下适用。


本文转自zhangjunhd51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/zhangjunhd/65624，如需转载请自行联系原作者
文章标签：
Java
关键词：
Java可见性
Java内部类
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