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打好Java基础,从使用内部类开始!

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蔡不菜丶
发布2020-11-11 11:43:52
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发布2020-11-11 11:43:52
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文章被收录于专栏:小菜良记小菜良记

大家好,我是小菜,一个渴望在互联网行业做到蔡不菜的小菜。可柔可刚,点赞则柔,白嫖则刚!「死鬼~看完记得给我来个三连哦!」

“本文主要介绍 Java中内部类的用法 如有需要,可以参考 如有帮助,不忘 「点赞」 ❥ 微信公众号已开启,「小菜良记」,没关注的小伙伴记得关注哦! ”

今天又周五了呀,正在想明天周六有啥安排的时候,一声惊讶声打断了我

小蔡小菜,你看看这组代码,好灵活啊

听到领桌小王的惊讶,我扭头看了下他的屏幕,这不就是内部类么。用的好当然就灵活啦,只是我们平常没怎么用。

内部类用的好真的好灵活呀,我对这一块还不是很熟悉,看来还得多学习学习!小菜,看你的样子好像挺了解的,你能给我讲讲吗?

看着小王如饥似渴的眼色,我不由有点心虚,内心活动也是极其复杂:我平时也没咋用,只是有个大概的了解,讲出来不就献丑了,连忙声道:

好说好说,不过今天都周五了,也不差这一时半会,咱们还是想想明天有啥活动,等下周来我再给你好好讲讲!

小王仿佛被我忽悠过去了,也没看到我眼神中的慌乱,答应了下来。

好在有惊无险,周末还能有啥安排,赶紧把内部类安排上!

初识

比起面向对象编程中其他的概念来,接口和内部类更深奥复杂,比如 C++ 就没有这些。将两者结合起来,可以解决 C++ 中用多重继承所能解决的问题,然后,多重继承在 C++ 中被证明是相当难以使用的,相比较而言,Java 的接口和内部类就容易理解多了!

一、内部类如何创建

内部类,顾名思义就是类中类,将类定义在外围类里面:

代码语言:javascript
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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
*/

因为MonkeyPig两个类是定义在 Animal 类中,因此使用起这两个内部类跟使用普通类没什么区别。下面这组代码相信小伙伴也不陌生:

代码语言:javascript
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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();
    }
}

通过定义方法,来返回执行内部类的引用。不知道细心的小伙伴有没有注意到内部类的引用有点奇怪:Animal.Monkey。这也是内部类的区别之一,如果要在外部类的非静态方法之外获取某个内部类的对象,需要「具体指明这个对象的类型」OuterClassName.InnerClassName

二、内外相连

内部类存在于外部类里层,因此也具有一定特权:内部类可以访问外围对象的所有成员,不需要任何特殊条件,此外,内部类还拥有外部类的所有元素的访问权。

代码语言:javascript
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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();
        }
    }
}

上组代码中我们可以看到,InnerArray可以访问到OuterArray中的每一个属性,就像自己拥有它们一样,这带来了很大的方便。

三、new 和 this

这两个关键字我们肯定都不陌生了,我们平时用到最多的肯定就是new一个对象出来。

代码语言:javascript
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public class OuterClass {

    class InnerClass {
    }

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

当我们需要OuterClass对象的时候,我们顺手就来了个new OuterClass(),但是如果我们需要的是InnerClass对象,那么又该如何处理呢?答案便是:

代码语言:javascript
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InnerClass inner = outer.new InnerClass();

可能觉得有点奇怪,为什么此处的new需要以OuterClass对象引用,这是因为内部类对象会暗暗地连接到创建它的外部类对象上,因此必须使用外部类的对象来创建内部类对象。如果你创建的是「嵌套类」(静态内部类),那么它就不需要对外部类对象的引用。

this关键字是用来生成对外部类对象的引用,这样产生的引用自动具有正确的类型:

代码语言:javascript
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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、局部内部类

我们上面看到的内部类都是定义在外部类中,这也是内部类的典型用处。但是,我们也可以在一个方法里面或者任意的作用域里面定义内部类。这种也被称为局部内部类

代码语言:javascript
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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类是getPig()方法的一部分,而不是OuterClass的一部分,所以在getPig()之外不能访问Pig类。

五、匿名内部类

在了解什么是匿名内部类之前,我们先看一组代码:

代码语言:javascript
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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()这个方法将返回值的生成与表示这个返回值的类定义结合在一起。而且这个类是匿名的,它没有名字,正常形式应该是这样的:

代码语言:javascript
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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();
    }
}

匿名类再访工厂:

代码语言:javascript
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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();
    }
}

通过内部类获取外部类的实现,这样子Implementation1的构造器都可以是private的,并且没有任何必要去创建作为工厂的具体类,这样所产生的语法也更具有实际意义,也可以运用在单例模式中。

六、嵌套类

如果不需要内部类对象与外围类之间有联系,就可以将内部类声明为static,这通常称为嵌套类。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的时候,就意味着:

  • 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
代码语言:javascript
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public class NestClass {
    
    static class InnerNestClass{
    }

    public static InnerNestClass get() {
        return new InnerNestClass();
    }

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

main()方法中没有任何NestClass对象是必须的,而是使用选取static成员的普通语法来调用方法。

接口内部类

正常情况下,不能在接口内部放置任何代码,但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是publicstatic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部类的接口:

代码语言:javascript
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public interface ClassInterface {

    void test();

    class Test implements ClassInterface {

        @Override
        public void test() {
            System.out.println("接口中的嵌套类");
        }

        public static void main(String[] args) {
            new Test().test();
        }
    }
}

如果你想要的创建某些公共代码,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,尽管在 Java 8 之后可以使用 default 来默认实现接口方法。

七、继承内部类

内部类作为一种类,被继承当然也是被允许的。但是因为内部类的构造器必须连接到指向其外围类对象的引用,所以在继承内部类的时候,那个指向外围类对象的引用必须被初始化,而在导出类中不再存在可连接的默认对象:

可以看到,通过这样继承是会报错的,解决方法便是:

代码语言:javascript
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class ExtendClass {
    class Inner{}
}

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

因此我们需要记住,如果要继承一个内部类的时候,必须在构造器内使用外部类.super(),这样才能提供了必要的引用,然后程序才能编译通过。

八、覆盖内部类?

当子类继承父类时,子类可以覆盖父类的方法。那么问题来了,内部类能否被覆盖?我们通过看一组代码来找找答案:

代码语言:javascript
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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()
*/

从这个例子中我们可以看到,当继承了某个外围类的时候,内部类并没有发生什么特别神奇的变化,这两个内部类是完全独立的两个实体,各自在自己的命名空间内。

九、为什么要使用内部类?

我们在回答这个问题之前先明白一件事情:

「每个内部类都能独立地继承一个(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」

这句话很清楚的说明了内部类的能力,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,为内部类有效地实现了"多重继承"

呼~ 终于把内部类复习的差不多了,乍看时间,今天都周末了呀!看来周末又没安排计划咯,不过这周过的还挺充实的,把基础巩固了一下,周一的时候还可以跟小王好好唠唠,想到这里,小菜不禁又陷入无限的幻想!

看完不赞,都是坏蛋

“今天的你多努力一点,明天的你就能少说一句求人的话! 我是小菜,一个和你一起学习的男人。 ? 微信公众号已开启,「小菜良记」,没关注的同学们记得关注哦! ”

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目录
  • 初识
  • 一、内部类如何创建
  • 二、内外相连
  • 三、new 和 this
  • 四、局部内部类
  • 五、匿名内部类
  • 六、嵌套类
    • 接口内部类
    • 七、继承内部类
    • 八、覆盖内部类?
    • 九、为什么要使用内部类?
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