匿名内部类
下面的例子看起来有点奇怪：
// innerclasses/Parcel7.java // Returning an instance of an anonymous inner class public class Parcel7 { public Contents contents() { return new Contents() { // Insert class definition private int i = 11; @Override public int value() { return i; } }; // Semicolon required } public static void main(String[] args) { Parcel7 p = new Parcel7(); Contents c = p.contents(); } }
contents() 方法将返回值的生成与表示这个返回值的类的定义结合在一起！另外，这个类是匿名的，它没有名字。更糟的是，看起来似乎是你正要创建一个 Contents 对象。但是然后（在到达语句结束的分号之前）你却说：“等一等，我想在这里插入一个类的定义。”
这种奇怪的语法指的是：“创建一个继承自 Contents 的匿名类的对象。”通过 new 表达式返回的引用被自动向上转型为对 Contents 的引用。上述匿名内部类的语法是下述形式的简化形式：
// innerclasses/Parcel7b.java // Expanded version of Parcel7.java public class Parcel7b { class MyContents implements Contents { private int i = 11; @Override public int value() { return i; } } public Contents contents() { return new MyContents(); } public static void main(String[] args) { Parcel7b p = new Parcel7b(); Contents c = p.contents(); } }
在这个匿名内部类中，使用了默认的构造器来生成 Contents。下面的代码展示的是，如果你的基类需要一个有参数的构造器，应该怎么办：
// innerclasses/Parcel8.java // Calling the base-class constructor public class Parcel8 { public Wrapping wrapping(int x) { // Base constructor call: return new Wrapping(x) { // [1] @Override public int value() { return super.value() * 47; } }; // [2] } public static void main(String[] args) { Parcel8 p = new Parcel8(); Wrapping w = p.wrapping(10); } }
[1] 将合适的参数传递给基类的构造器。
[2] 在匿名内部类末尾的分号，并不是用来标记此内部类结束的。实际上，它标记的是表达式的结束，只不过这个表达式正巧包含了匿名内部类罢了。因此，这与别的地方使用的分号是一致的。
尽管 Wrapping 只是一个具有具体实现的普通类，但它还是被导出类当作公共“接口”来使用。
// innerclasses/Wrapping.java public class Wrapping { private int i; public Wrapping(int x) { i = x; } public int value() { return i; } }
为了多样性，Wrapping 拥有一个要求传递一个参数的构造器。
在匿名类中定义字段时，还能够对其执行初始化操作：
// innerclasses/Parcel9.java public class Parcel9 { // Argument must be final or "effectively final" // to use within the anonymous inner class: public Destination destination(final String dest) { return new Destination() { private String label = dest; @Override public String readLabel() { return label; } }; } public static void main(String[] args) { Parcel9 p = new Parcel9(); Destination d = p.destination("Tasmania"); } }
如果定义一个匿名内部类，并且希望它使用一个在其外部定义的对象，那么编译器会要求其参数引用是 final 的（也就是说，它在初始化后不会改变，所以可以被当作 final），就像你在 destination() 的参数中看到的那样。这里省略掉 final 也没问题，但是通常最好加上 final 作为一种暗示。
如果只是简单地给一个字段赋值，那么此例中的方法是很好的。但是，如果想做一些类似构造器的行为，该怎么办呢？在匿名类中不可能有命名构造器（因为它根本没名字！），但通过实例初始化，就能够达到为匿名内部类创建一个构造器的效果，就像这样：
// innerclasses/AnonymousConstructor.java // Creating a constructor for an anonymous inner class abstract class Base { Base(int i) { System.out.println("Base constructor, i = " + i); } public abstract void f(); } public class AnonymousConstructor { public static Base getBase(int i) { return new Base(i) { { System.out.println( "Inside instance initializer"); } @Override public void f() { System.out.println("In anonymous f()"); } }; } public static void main(String[] args) { Base base = getBase(47); base.f(); } }
输出为：
Base constructor, i = 47 Inside instance initializer In anonymous f()
在此例中，不要求变量一定是 final 的。因为被传递给匿名类的基类的构造器，它并不会在匿名类内部被直接使用。
下例是带实例初始化的"parcel"形式。注意 destination() 的参数必须是 final 的，因为它们是在匿名类内部使用的
// innerclasses/Parcel10.java // Using "instance initialization" to perform // construction on an anonymous inner class public class Parcel10 { public Destination destination(final String dest, final float price) { return new Destination() { private int cost; // Instance initialization for each object: { cost = Math.round(price); if(cost > 100) System.out.println("Over budget!"); } private String label = dest; @Override public String readLabel() { return label; } }; } public static void main(String[] args) { Parcel10 p = new Parcel10(); Destination d = p.destination("Tasmania", 101.395F); } }
输出为：
Over budget!
在实例初始化操作的内部，可以看到有一段代码，它们不能作为字段初始化动作的一部分来执行（就是 if 语句）。所以对于匿名类而言，实例初始化的实际效果就是构造器。当然它受到了限制-你不能重载实例初始化方法，所以你仅有一个这样的构造器。
匿名内部类与正规的继承相比有些受限，因为匿名内部类既可以扩展类，也可以实现接口，但是不能两者兼备。而且如果是实现接口，也只能实现一个接口。
嵌套类
不需要内部类对象与其外围类对象之间有联系时，那么可以将内部类声明为 static，即嵌套类。
static 应用于内部类时的含义
普通的内部类对象隐式地保存了一个引用，指向创建它的外围类对象。然而，当内部类是 static 的时，就不是这样了。
特点
要创建嵌套类的对象，并不需要其外围类的对象
不能从嵌套类的对象中访问非静态的外围类对象
嵌套类与普通的内部类还有一个区别。普通内部类的字段与方法，只能放在类的外部层次上，所以普通的内部类不能有 static 数据和 static 字段，也不能包含嵌套类。但是嵌套类可以包含所有这些东西：
// innerclasses/Parcel11.java // Nested classes (static inner classes) public class Parcel11 { private static class ParcelContents implements Contents { private int i = 11; @Override public int value() { return i; } } protected static final class ParcelDestination implements Destination { private String label; private ParcelDestination(String whereTo) { label = whereTo; } @Override public String readLabel() { return label; } // Nested classes can contain other static elements: public static void f() {} static int x = 10; static class AnotherLevel { public static void f() {} static int x = 10; } } public static Destination destination(String s) { return new ParcelDestination(s); } public static Contents contents() { return new ParcelContents(); } public static void main(String[] args) { Contents c = contents(); Destination d = destination("Tasmania"); } }
在 main() 中，没有任何 Parcel11 的对象是必需的；而是使用选取 static 成员的普通语法来调用方法-这些方法返回对 Contents 和 Destination 的引用。
就像你在本章前面看到的那样，在一个普通的（非 static）内部类中，通过一个特殊的 this 引用可以链接到其外围类对象。嵌套类就没有这个特殊的 this 引用，这使得它类似于一个 static 方法。
接口内部的类
嵌套类可以作为接口的一部分。你放到接口中的任何类都自动地是 public 和 static 的。因为类是 static 的，只是将嵌套类置于接口的命名空间内，这并不违反接口的规则。你甚至可以在内部类中实现其外围接口，就像下面这样：
// innerclasses/ClassInInterface.java // {java ClassInInterface$Test} public interface ClassInInterface { void howdy(); class Test implements ClassInInterface { @Override public void howdy() { System.out.println("Howdy!"); } public static void main(String[] args) { new Test().howdy(); } } }
输出为：
Howdy!
如果你想要创建某些公共代码，使得它们可以被某个接口的所有不同实现所共用，那么使用接口内部的嵌套类会显得很方便。
我曾在本书中建议过，在每个类中都写一个 main() 方法，用来测试这个类。这样做有一个缺点，那就是必须带着那些已编译过的额外代码。如果这对你是个麻烦，那就可以使用嵌套类来放置测试代码。
// innerclasses/TestBed.java // Putting test code in a nested class // {java TestBed$Tester} public class TestBed { public void f() { System.out.println("f()"); } public static class Tester { public static void main(String[] args) { TestBed t = new TestBed(); t.f(); } } }
输出为：
f()
这生成了一个独立的类 TestBedT e s t e r ∗ ∗ （ 要 运 行 这 个 程 序 ， 执 行 ∗ ∗ j a v a T e s t B e d Tester**（要运行这个程序，执行 **java TestBedTester∗∗（要运行这个程序，执行∗∗javaTestBedTester，在 Unix/Linux 系统中需要转义 ∗ ∗ ） 。 你 可 以 使 用 这 个 类 测 试 ， 但 是 不 必 在 发 布 的 产 品 中 包 含 它 ， 可 以 在 打 包 产 品 前 删 除 ∗ ∗ T e s t B e d **）。你可以使用这个类测试，但是不必在发布的产品中包含它，可以在打包产品前删除 **TestBed∗∗）。你可以使用这个类测试，但是不必在发布的产品中包含它，可以在打包产品前删除∗∗TestBedTester.class。
从多层嵌套类中访问外部类的成员
一个内部类被嵌套多少层并不重要——它能透明地访问所有它所嵌入的外围类的所有成员，如下所示：
// innerclasses/MultiNestingAccess.java // Nested classes can access all members of all // levels of the classes they are nested within class MNA { private void f() {} class A { private void g() {} public class B { void h() { g(); f(); } } } } public class MultiNestingAccess { public static void main(String[] args) { MNA mna = new MNA(); MNA.A mnaa = mna.new A(); MNA.A.B mnaab = mnaa.new B(); mnaab.h(); } }
可以看到在 MNA.A.B 中，调用方法 g() 和 f() 不需要任何条件（即使它们被定义为 private）。这个例子同时展示了如何从不同的类里创建多层嵌套的内部类对象的基本语法。".new"语法能产生正确的作用域，所以不必在调用构造器时限定类名。
为什么需要内部类
至此，我们已经看到了许多描述内部类的语法和语义，但是这并不能同答“为什么需要内部类”这个问题。那么，Java 设计者们为什么会如此费心地增加这项基本的语言特性呢？
一般说来，内部类继承自某个类或实现某个接口，内部类的代码操作创建它的外围类的对象。所以可以认为内部类提供了某种进入其外围类的窗口。
内部类必须要回答的一个问题是：如果只是需要一个对接口的引用，为什么不通过外围类实现那个接口呢？答案是：“如果这能满足需求，那么就应该这样做。”那么内部类实现一个接口与外围类实现这个接口有什么区别呢？答案是：后者不是总能享用到接口带来的方便，有时需要用到接口的实现。所以，使用内部类最吸引人的原因是：
每个内部类都能独立地继承自一个（接口的）实现，所以无论外围类是否已经继承了某个（接口的）实现，对于内部类都没有影响。
如果没有内部类提供的、可以继承多个具体的或抽象的类的能力，一些设计与编程问题就很难解决。从这个角度看，内部类使得多重继承的解决方案变得完整。接口解决了部分问题，而内部类有效地实现了“多重继承”。也就是说，内部类允许继承多个非接口类型（译注：类或抽象类）。
为了看到更多的细节，让我们考虑这样一种情形：即必须在一个类中以某种方式实现两个接口。由于接口的灵活性，你有两种选择；使用单一类，或者使用内部类：
// innerclasses/mui/MultiInterfaces.java // Two ways a class can implement multiple interfaces // {java innerclasses.mui.MultiInterfaces} package innerclasses.mui; interface A {} interface B {} class X implements A, B {} class Y implements A { B makeB() { // Anonymous inner class: return new B() {}; } } public class MultiInterfaces { static void takesA(A a) {} static void takesB(B b) {} public static void main(String[] args) { X x = new X(); Y y = new Y(); takesA(x); takesA(y); takesB(x); takesB(y.makeB()); } }
当然，这里假设在两种方式下的代码结构都确实有逻辑意义。然而遇到问题的时候，通常问题本身就能给出某些指引，告诉你是应该使用单一类，还是使用内部类。但如果没有任何其他限制，从实现的观点来看，前面的例子并没有什么区别，它们都能正常运作。
如果拥有的是抽象的类或具体的类，而不是接口，那就只能使用内部类才能实现多重继承：
// innerclasses/MultiImplementation.java // For concrete or abstract classes, inner classes // produce "multiple implementation inheritance" // {java innerclasses.MultiImplementation} package innerclasses; class D {} abstract class E {} class Z extends D { E makeE() { return new E() {}; } } public class MultiImplementation { static void takesD(D d) {} static void takesE(E e) {} public static void main(String[] args) { Z z = new Z(); takesD(z); takesE(z.makeE()); } }
如果不需要解决“多重继承”的问题，那么自然可以用别的方式编码，而不需要使用内部类。但如果使用内部类，还可以获得其他一些特性：
内部类可以有多个实例，每个实例都有自己的状态信息，并且与其外围类对象的信息相互独立。
在单个外围类中，可以让多个内部类以不同的方式实现同一个接口，或继承同一个类。
稍后就会展示一个这样的例子。
创建内部类对象的时刻并不依赖于外围类对象的创建
内部类并没有令人迷惑的"is-a”关系，它就是一个独立的实体。
举个例子，如果 Sequence.java 不使用内部类，就必须声明"Sequence 是一个 Selector"，对于某个特定的 Sequence 只能有一个 Selector，然而使用内部类很容易就能拥有另一个方法 reverseSelector()，用它来生成一个反方向遍历序列的 Selector，只有内部类才有这种灵活性。
闭包与回调
闭包（closure）是一个可调用的对象，它记录了一些信息，这些信息来自于创建它的作用域。通过这个定义，可以看出内部类是面向对象的闭包，因为它不仅包含外围类对象（创建内部类的作用域）的信息，还自动拥有一个指向此外围类对象的引用，在此作用域内，内部类有权操作所有的成员，包括 private 成员。
在 Java 8 之前，内部类是实现闭包的唯一方式。在 Java 8 中，我们可以使用 lambda 表达式来实现闭包行为，并且语法更加优雅和简洁，你将会在 函数式编程 这一章节中学习相关细节。尽管相对于内部类，你可能更喜欢使用 lambda 表达式实现闭包，但是你会看到并需要理解那些在 Java 8 之前通过内部类方式实现闭包的代码，因此仍然有必要来理解这种方式。
Java 最引人争议的问题之一就是，人们认为 Java 应该包含某种类似指针的机制，以允许回调（callback）。通过回调，对象能够携带一些信息，这些信息允许它在稍后的某个时刻调用初始的对象。稍后将会看到这是一个非常有用的概念。如果回调是通过指针实现的，那么就只能寄希望于程序员不会误用该指针。然而，读者应该已经了解到，Java 更小心仔细，所以没有在语言中包括指针。
通过内部类提供闭包的功能是优良的解决方案，它比指针更灵活、更安全。见下例：
// innerclasses/Callbacks.java // Using inner classes for callbacks // {java innerclasses.Callbacks} package innerclasses; interface Incrementable { void increment(); } // Very simple to just implement the interface: class Callee1 implements Incrementable { private int i = 0; @Override public void increment() { i++; System.out.println(i); } } class MyIncrement { public void increment() { System.out.println("Other operation"); } static void f(MyIncrement mi) { mi.increment(); } } // If your class must implement increment() in // some other way, you must use an inner class: class Callee2 extends MyIncrement { private int i = 0; @Override public void increment() { super.increment(); i++; System.out.println(i); } private class Closure implements Incrementable { @Override public void increment() { // Specify outer-class method, otherwise // you'll get an infinite recursion: Callee2.this.increment(); } } Incrementable getCallbackReference() { return new Closure(); } } class Caller { private Incrementable callbackReference; Caller(Incrementable cbh) { callbackReference = cbh; } void go() { callbackReference.increment(); } } public class Callbacks { public static void main(String[] args) { Callee1 c1 = new Callee1(); Callee2 c2 = new Callee2(); MyIncrement.f(c2); Caller caller1 = new Caller(c1); Caller caller2 = new Caller(c2.getCallbackReference()); caller1.go(); caller1.go(); caller2.go(); caller2.go(); } }
输出为：
Other operation 1 1 2 Other operation 2 Other operation 3
这个例子进一步展示了外围类实现一个接口与内部类实现此接口之间的区别。就代码而言，Callee1 是更简单的解决方式。Callee2 继承自 MyIncrement，后者已经有了一个不同的 increment() 方法，并且与 Incrementable 接口期望的 increment() 方法完全不相关。所以如果 Callee2 继承了 MyIncrement，就不能为了 Incrementable 的用途而覆盖 increment() 方法，于是只能使用内部类独立地实现 Incrementable，还要注意，当创建了一个内部类时，并没有在外围类的接口中添加东西，也没有修改外围类的接口。
注意，在 Callee2 中除了 getCallbackReference() 以外，其他成员都是 private 的。要想建立与外部世界的任何连接，接口 Incrementable 都是必需的。在这里可以看到，interface 是如何允许接口与接口的实现完全独立的。
内部类 Closure 实现了 Incrementable，以提供一个返回 Callee2 的“钩子”（hook）-而且是一个安全的钩子。无论谁获得此 Incrementable 的引用，都只能调用 increment()，除此之外没有其他功能（不像指针那样，允许你做很多事情）。
Caller 的构造器需要一个 Incrementable 的引用作为参数（虽然可以在任意时刻捕获回调引用），然后在以后的某个时刻，Caller 对象可以使用此引用回调 Callee 类。
回调的价值在于它的灵活性-可以在运行时动态地决定需要调用什么方法。例如，在图形界面实现 GUI 功能的时候，到处都用到回调。
