本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)「小菜良記」，作者蔡不菜丶 。轉(zhuǎn)載本文請(qǐng)聯(lián)系小菜良記公眾號(hào)。

本文主要介紹 Java中內(nèi)部類的用法

今天又周五了呀，正在想明天周六有啥安排的時(shí)候，一聲驚訝聲打斷了我

小蔡小菜，你看看這組代碼，好靈活啊

聽到領(lǐng)桌小王的驚訝，我扭頭看了下他的屏幕，這不就是內(nèi)部類么。用的好當(dāng)然就靈活啦，只是我們平常沒(méi)怎么用。

內(nèi)部類用的好真的好靈活呀，我對(duì)這一塊還不是很熟悉，看來(lái)還得多學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)!小菜，看你的樣子好像挺了解的，你能給我講講嗎?

看著小王如饑似渴的眼色，我不由有點(diǎn)心虛，內(nèi)心活動(dòng)也是極其復(fù)雜：我平時(shí)也沒(méi)咋用，只是有個(gè)大概的了解，講出來(lái)不就獻(xiàn)丑了，連忙聲道：

好說(shuō)好說(shuō)，不過(guò)今天都周五了，也不差這一時(shí)半會(huì)，咱們還是想想明天有啥活動(dòng)，等下周來(lái)我再給你好好講講!

小王仿佛被我忽悠過(guò)去了，也沒(méi)看到我眼神中的慌亂，答應(yīng)了下來(lái)。

好在有驚無(wú)險(xiǎn)，周末還能有啥安排，趕緊把內(nèi)部類安排上!

初識(shí)

比起面向?qū)ο缶幊讨衅渌母拍顏?lái)，接口和內(nèi)部類更深?yuàn)W復(fù)雜，比如 C++ 就沒(méi)有這些。將兩者結(jié)合起來(lái)，可以解決 C++ 中用多重繼承所能解決的問(wèn)題，然后，多重繼承在 C++ 中被證明是相當(dāng)難以使用的，相比較而言，Java 的接口和內(nèi)部類就容易理解多了!

一、內(nèi)部類如何創(chuàng)建

內(nèi)部類，顧名思義就是類中類，將類定義在外圍類里面：

public class Animal { 
 
    class Monkey{ 
        private String name = "monkey"; 
 
        public String getName() { 
            return name; 
        } 
    } 
 
    class Pig { 
        private String color; 
 
        Pig(String color) { 
            this.color = color; 
        } 
 
        String getColor() { 
            return color; 
        } 
    } 
 
    public void getAnimal(String note) { 
        Monkey monkey = new Monkey(); 
        Pig pig = new Pig(note); 
        System.out.println(pig.getColor()); 
    } 
 
    public static void main(String[] args) { 
        Animal animal = new Animal(); 
        animal.getAnimal("pink"); 
    } 
} 
/* OUTPIT： 
pink 
*/ 

因?yàn)镸onkey和Pig兩個(gè)類是定義在 Animal 類中，因此使用起這兩個(gè)內(nèi)部類跟使用普通類沒(méi)什么區(qū)別。下面這組代碼相信小伙伴也不陌生：

public class Animal { 
 
    class Monkey{ 
    } 
 
    class Pig { 
    } 
 
    public Monkey getMonkey() { 
        return new Monkey(); 
    } 
 
    public Pig getPig() { 
        return new Pig(); 
    } 
 
    public static void main(String[] args) { 
        Animal animal = new Animal(); 
        Animal.Monkey monkey = animal.getMonkey(); 
        Animal.Pig pig = animal.getPig(); 
    } 
} 

通過(guò)定義方法，來(lái)返回執(zhí)行內(nèi)部類的引用。不知道細(xì)心的小伙伴有沒(méi)有注意到內(nèi)部類的引用有點(diǎn)奇怪：Animal.Monkey。這也是內(nèi)部類的區(qū)別之一，如果要在外部類的非靜態(tài)方法之外獲取某個(gè)內(nèi)部類的對(duì)象，需要「具體指明這個(gè)對(duì)象的類型」：OuterClassName.InnerClassName

二、內(nèi)外相連

內(nèi)部類存在于外部類里層，因此也具有一定特權(quán)：內(nèi)部類可以訪問(wèn)外圍對(duì)象的所有成員，不需要任何特殊條件，此外，內(nèi)部類還擁有外部類的所有元素的訪問(wèn)權(quán)。

public class OuterArray { 
    private Integer[] ints; 
    private int next = 0; 
 
    public OuterArray(int size) { 
        ints = new Integer[size]; 
    } 
 
    public void add(int x) { 
        if (next < ints.length) { 
            ints[next++] = x; 
        } 
    } 
 
    class InnerArray { 
        private int i = 0; 
 
        public boolean end() { 
            return i == ints.length; 
        } 
 
        public int current() { 
            return ints[i]; 
        } 
 
        public void next() { 
            if (i < ints.length) { 
                i++; 
            } 
        } 
    } 
 
    public static void main(String[] args) { 
        OuterArray outerArray = new OuterArray(10); 
        for (int i = 0; i < 10; i++) { 
            outerArray.add(i); 
        } 
        InnerArray innerArray = outerArray.new InnerArray(); 
        while (!innerArray.end()) { 
            System.out.print(innerArray.current()+" "); 
            innerArray.next(); 
        } 
    } 
} 

上組代碼中我們可以看到，InnerArray可以訪問(wèn)到OuterArray中的每一個(gè)屬性，就像自己擁有它們一樣，這帶來(lái)了很大的方便。

三、new 和 this

這兩個(gè)關(guān)鍵字我們肯定都不陌生了，我們平時(shí)用到最多的肯定就是new一個(gè)對(duì)象出來(lái)。

public class OuterClass { 
 
    class InnerClass { 
    } 
 
    public static void main(String[] args) { 
        OuterClass outer = new OuterClass(); 
    } 
} 

當(dāng)我們需要OuterClass對(duì)象的時(shí)候，我們順手就來(lái)了個(gè)new OuterClass()，但是如果我們需要的是InnerClass對(duì)象，那么又該如何處理呢?答案便是：

InnerClass inner = outer.new InnerClass(); 

可能覺(jué)得有點(diǎn)奇怪，為什么此處的new需要以O(shè)uterClass對(duì)象引用，這是因?yàn)閮?nèi)部類對(duì)象會(huì)暗暗地連接到創(chuàng)建它的外部類對(duì)象上，因此必須使用外部類的對(duì)象來(lái)創(chuàng)建內(nèi)部類對(duì)象。如果你創(chuàng)建的是「嵌套類」(靜態(tài)內(nèi)部類)，那么它就不需要對(duì)外部類對(duì)象的引用。

this關(guān)鍵字是用來(lái)生成對(duì)外部類對(duì)象的引用，這樣產(chǎn)生的引用自動(dòng)具有正確的類型：

public class OuterClass { 
 
    class InnerClass { 
        public OuterClass getOuterClass() { 
            return OuterClass.this; 
        } 
    } 
 
    public static void main(String[] args) { 
        OuterClass outer = new OuterClass(); 
        InnerClass inner = outer.new InnerClass(); 
        OuterClass outerClass = inner.getOuterClass(); 
    } 
} 

四、局部?jī)?nèi)部類

我們上面看到的內(nèi)部類都是定義在外部類中，這也是內(nèi)部類的典型用處。但是，我們也可以在一個(gè)方法里面或者任意的作用域里面定義內(nèi)部類。這種也被稱為局部?jī)?nèi)部類：

public class OuterClass { 
 
    public Animal getPig(String color) { 
        class Pig extends Animal { 
            @Override 
            public void getAnimal(String color) { 
                super.getAnimal(color); 
            } 
        } 
        return new Pig(); 
    } 
 
    public static void main(String[] args) { 
        OuterClass outerClass = new OuterClass(); 
        Animal pink = outerClass.getPig("pink"); 
    } 
} 

Pig類是getPig()方法的一部分，而不是OuterClass的一部分，所以在getPig()之外不能訪問(wèn)Pig類。

五、匿名內(nèi)部類

在了解什么是匿名內(nèi)部類之前，我們先看一組代碼：

public class OuterClass { 
 
    public Animal animal() { 
        return new Animal(){ 
            private String name = "monkey"; 
            @Override 
            public String toString() { 
                return "animal{" + 
                        "name='" + name + '\'' + 
                        '}'; 
            } 
        }; 
    } 
 
    public static void main(String[] args) { 
        OuterClass outerClass = new OuterClass(); 
        System.out.println(outerClass.animal()); 
    } 
} 
/* OUTPUT: 
animal{name='monkey'} 
*/ 

animal()這個(gè)方法將返回值的生成與表示這個(gè)返回值的類定義結(jié)合在一起。而且這個(gè)類是匿名的，它沒(méi)有名字，正常形式應(yīng)該是這樣的：

public class OuterClass { 
 
    class Monkey extends Animal { 
        private String name = "monkey"; 
 
        @Override 
        public String toString() { 
            return "animal{" + 
                    "name='" + name + '\'' + 
                    '}'; 
        } 
    } 
     
    public Animal animal() { 
        return new Monkey(); 
    } 
} 

匿名類再訪工廠：

public interface Service { 
    void method1(); 
} 
interface ServiceFactory{ 
    Service getService(); 
} 
 
class Implementation1 implements Service { 
 
    private Implementation1(){} 
 
    @Override 
    public void method1() { 
        System.out.println("Implementation1.method1()"); 
    } 
 
    public static ServiceFactory factory = new ServiceFactory() { 
        @Override 
        public Service getService() { 
            return new Implementation1(); 
        } 
    }; 
} 
 
class Factories{ 
    public static void main(String[] args) { 
        ServiceFactory factory = Implementation1.factory; 
        Service service = factory.getService(); 
        service.method1(); 
    } 
} 

通過(guò)內(nèi)部類獲取外部類的實(shí)現(xiàn)，這樣子Implementation1的構(gòu)造器都可以是private的，并且沒(méi)有任何必要去創(chuàng)建作為工廠的具體類，這樣所產(chǎn)生的語(yǔ)法也更具有實(shí)際意義，也可以運(yùn)用在單例模式中。

六、嵌套類

如果不需要內(nèi)部類對(duì)象與外圍類之間有聯(lián)系，就可以將內(nèi)部類聲明為static，這通常稱為嵌套類。普通的內(nèi)部類對(duì)象隱式地保存了一個(gè)引用，指向創(chuàng)建它的外圍類對(duì)象，然而，當(dāng)內(nèi)部類是static的時(shí)候，就意味著：

要?jiǎng)?chuàng)建嵌套類的對(duì)象，并不需要其外圍類的對(duì)象

不能從嵌套類的對(duì)象中訪問(wèn)非靜態(tài)的外圍類對(duì)象

public class NestClass { 
     
    static class InnerNestClass{ 
    } 
 
    public static InnerNestClass get() { 
        return new InnerNestClass(); 
    } 
 
    public static void main(String[] args) { 
        InnerNestClass innerNestClass = get(); 
    } 
} 

在main()方法中沒(méi)有任何NestClass對(duì)象是必須的，而是使用選取static成員的普通語(yǔ)法來(lái)調(diào)用方法。

接口內(nèi)部類

正常情況下，不能在接口內(nèi)部放置任何代碼，但嵌套類可以作為接口的一部分。你放到接口中的任何類都自動(dòng)是public和static的。因?yàn)轭愂莝tatic的，只是將嵌套類置于接口的命名空間內(nèi)，這并不違反接口的規(guī)則。你甚至可以在內(nèi)部類中實(shí)現(xiàn)其外部類的接口：

public interface ClassInterface { 
 
    void test(); 
 
    class Test implements ClassInterface { 
 
        @Override 
        public void test() { 
            System.out.println("接口中的嵌套類"); 
        } 
 
        public static void main(String[] args) { 
            new Test().test(); 
        } 
    } 
} 

如果你想要的創(chuàng)建某些公共代碼，使得它們可以被某個(gè)接口的所有不同實(shí)現(xiàn)所共用，那么使用接口內(nèi)部的嵌套類會(huì)顯得很方便，盡管在 Java 8 之后可以使用 default 來(lái)默認(rèn)實(shí)現(xiàn)接口方法。

七、繼承內(nèi)部類

內(nèi)部類作為一種類，被繼承當(dāng)然也是被允許的。但是因?yàn)閮?nèi)部類的構(gòu)造器必須連接到指向其外圍類對(duì)象的引用，所以在繼承內(nèi)部類的時(shí)候，那個(gè)指向外圍類對(duì)象的引用必須被初始化，而在導(dǎo)出類中不再存在可連接的默認(rèn)對(duì)象：

可以看到，通過(guò)這樣繼承是會(huì)報(bào)錯(cuò)的，解決方法便是：

class ExtendClass { 
    class Inner{} 
} 
 
class WithInner extends ExtendClass.Inner { 
    public WithInner(ExtendClass extendClass) { 
        extendClass.super(); 
    } 
} 

因此我們需要記住，如果要繼承一個(gè)內(nèi)部類的時(shí)候，必須在構(gòu)造器內(nèi)使用外部類.super()，這樣才能提供了必要的引用，然后程序才能編譯通過(guò)。

八、覆蓋內(nèi)部類?

當(dāng)子類繼承父類時(shí)，子類可以覆蓋父類的方法。那么問(wèn)題來(lái)了，內(nèi)部類能否被覆蓋?我們通過(guò)看一組代碼來(lái)找找答案：

public class Flower { 
 
    class Bud{ 
        public Bud(){ 
            System.out.println("Flower.Bud"); 
        } 
    } 
 
    public Flower(){ 
        System.out.println("new Flower()"); 
        new Bud(); 
        test(); 
    } 
 
    public void test() { 
        System.out.println("Flower.test()"); 
    } 
} 
 
class Flower2 extends Flower{ 
 
    class Bud{ 
        public Bud(){ 
            System.out.println("Flower2.Bud"); 
        } 
    } 
    public void test() { 
        System.out.println("Flower2.test()"); 
    } 
 
    public static void main(String[] args) { 
        new Flower2(); 
    } 
} 
/* OUTPUT 
new Flower() 
Flower.Bud 
Flower2.test() 
*/ 

從這個(gè)例子中我們可以看到，當(dāng)繼承了某個(gè)外圍類的時(shí)候，內(nèi)部類并沒(méi)有發(fā)生什么特別神奇的變化，這兩個(gè)內(nèi)部類是完全獨(dú)立的兩個(gè)實(shí)體，各自在自己的命名空間內(nèi)。

九、為什么要使用內(nèi)部類?

我們?cè)诨卮疬@個(gè)問(wèn)題之前先明白一件事情：

「每個(gè)內(nèi)部類都能獨(dú)立地繼承一個(gè)(接口的)實(shí)現(xiàn)，所以無(wú)論外圍類是否已經(jīng)繼承了某個(gè)(接口的)實(shí)現(xiàn)，對(duì)于內(nèi)部類都沒(méi)有影響」

這句話很清楚的說(shuō)明了內(nèi)部類的能力，如果沒(méi)有內(nèi)部類提供的、可以繼承多個(gè)具體的或抽象的類的能力，一些設(shè)計(jì)與編程問(wèn)題就很難解決，從這個(gè)角度看，內(nèi)部類使得多重繼承的解決方案變得完整。接口解決了部分問(wèn)題，為內(nèi)部類有效地實(shí)現(xiàn)了"多重繼承"。

呼~ 終于把內(nèi)部類復(fù)習(xí)的差不多了，乍看時(shí)間，今天都周末了呀!看來(lái)周末又沒(méi)安排計(jì)劃咯，不過(guò)這周過(guò)的還挺充實(shí)的，把基礎(chǔ)鞏固了一下，周一的時(shí)候還可以跟小王好好嘮嘮，想到這里，小菜不禁又陷入無(wú)限的幻想!