【Java探索之旅】内部类静态、实例、局部、匿名内部类全面解析

屿小夏

发布于 2024-05-06 08:50:50

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发布于 2024-05-06 08:50:50

📑前言

在Java编程中，内部类是一种强大的特性，允许在一个类的内部定义另一个类，从而实现更好的封装和组织代码结构。内部类可以分为静态内部类、实例内部类、局部内部类和匿名内部类，每种内部类都有其独特的用途和特点。通过内部类，我们可以更灵活地实现代码逻辑和功能，提高代码的可读性和可维护性。本文将深入探讨各种类型的内部类，包括静态内部类、实例内部类、局部内部类和匿名内部类的定义、特点和用法。通过实例代码和详细解释，帮助读者全面了解内部类的应用场景和技巧，提升Java编程的能力和效率。

一、内部类

1.1 概念

当一个事物的内部，还有一个部分需要一个完整的结构进行描述，而这个内部的完整的结构又只为外部事物提供服务，那么这个内部的完整结构最好使用内部类。

在 Java 中，可以将一个类定义在另一个类或者一个方法的内部，前者称为内部类，后者称为外部类，并且内部类可以访问外部类的所有成员，包括私有成员。。内部类也是封装的一种体现

public class OutClass {
	class InnerClass{
	}
} 
// OutClass是外部类
// InnerClass是内部类

【注意事项】

定义在class 类名{}花括号外部的，即使是在一个文件里，都不能称为内部类

public class A{
}
class B{
} 
// A 和 B是两个独立的类，彼此之前没有关

内部类和外部类共用同一个java源文件，但是经过编译之后，内部类会形成单独的字节码文件

1.2 静态内部类

被static修饰的内部类就是静态内部类

class Sout1{
    public int a1 = 1;
    private int a2 = 2;
    public static int a3 = 3;
    //静态内部类
    static class Demo1{
        private int a4 = 4;
        public int a5 = 5;
        public static int a6 = 6;
        //静态内部类的方法
        public void Func1(){
            System.out.println("Demo1");
            Sout1 sout1 = new Sout1();
            System.out.println(sout1.a1);//demo1是静态类是不依赖对象的，所以在调用外部类的成员时需要实例化对象,
            System.out.println(sout1.a2);//在内部类中是可以访问外部类的私有成员的即private修饰的成员
            System.out.println(a3);//a3是静态的成员变量
 
            System.out.println(a4);
            System.out.println(a5);
            System.out.println(a6);
        }
    }
    public void Func1() {
        System.out.println("Sout1");
        System.out.println(a1);
        System.out.println(a2);
        System.out.println(a3);
 
        Demo1 demo1 = new Demo1();
        System.out.println(demo1.a4);//外部类无法直接访问内部类的成员
        System.out.println(demo1.a5);
 
        System.out.println(Demo1.a6);//a6是类的静态成员，所以直接使用类来调用
    }
}

静态内部类的调用：

public class Exercise {
    public static void main(String[] args) {
        //匿名内部类
        new A(){
            @Override
            public void yu() {
                System.out.println("11111");
            }
        }.yu();
    }
    public static void main2(String[] args) {
        Sout2 sout2 = new Sout2();
        sout2.Func2();
 
        //Sout2.Demo2 demo2 = new Sout2().new Demo2();
        Sout2.Demo2 demo2 = sout2.new Demo2();
        demo2.Func2();
    }
    public static void main1(String[] args) {
        Sout1 sout1 = new Sout1();
        sout1.Func1();
 
        Sout1.Demo1 demo1 = new Sout1.Demo1();
        demo1.Func1();
    }
}

在静态内部类中只能直接访问外部类中的静态成员
创建静态内部类对象时，不需要先创建外部类对象

1.3 实例内部类

即未被static修饰的内部类

class Sout2{
    public int a1 = 1;
    private int a2 = 2;
    public static int a3 = 3;
    //非静态内部类（实例类）
    class Demo2{
        private int a4 = 4;
        public int a2 = 22222;
        public int a5 = 5;
        public static final int a6 = 6;//非静态成员中不能有静态成员，所以需要使用final修饰成常量
        //非静态内部类的方法
        public void Func2(){
            System.out.println("Demo2");
            System.out.println(a1);
            System.out.println(a2);//成员变量同名，就近原则，访问内部类的成员，输出22222
            System.out.println(Sout2.this.a2);//要想访问同名的外部类成员需要用到this
 
            System.out.println(a3);
            System.out.println(a4);
            System.out.println(a5);
            System.out.println(a6);
        }
    }
    public void Func2() {
        System.out.println("Sout1");
        System.out.println(a1);
        System.out.println(a2);
        System.out.println(a3);
 
        Demo2 demo2 =  new Sout2.Demo2();
        System.out.println(demo2.a4);//外部类访问非静态类需要实例化对象，然后再调用
        System.out.println(demo2.a5);
        System.out.println(demo2.a6);
    }
}

实例内部类的使用：

public class Exercise {
    public static void main(String[] args) {
        Sout2 sout2 = new Sout2();
        sout2.Func2();
 
        //Sout2.Demo2 demo2 = new Sout2().new Demo2();
        Sout2.Demo2 demo2 = sout2.new Demo2();
        demo2.Func2();
    }
}

外部类中的任何成员都可以在实例内部类方法中直接访问
实例内部类所处的位置与外部类成员位置相同，因此也受public、private等访问限定符的约束
在实例内部类方法中访问同名的成员时，优先访问自己的，如果要访问外部类同名的成员，必须：外部类名称.this.同名成员来访问
实例内部类对象必须在先有外部类对象前提下才能创建
实例内部类的非静态方法中包含了一个指向外部类对象的引用
外部类中，不能直接访问实例内部类中的成员，如果要访问必须先要创建内部类的对象。

1.4 局部内部类

局部内部类是在一个方法或者代码块内部定义的内部类。局部内部类的作用范围仅限于所在的方法或代码块内部，外部无法访问局部内部类。局部内部类可以访问所在方法或代码块的局部变量，但是这些局部变量必须是 final 或者是 effectively final 的。

class Sout3{
    public int a1 = 1;
    private int a2 = 2;
    //局部内部类
    public void func3(){
        class Demo3{
            public  int a3 = 3;
            private static final int a4 = 4;
            public int a5 = 5;
            public void f(){
                System.out.println(a3);
                System.out.println(a4);
                System.out.println(a5);
            }
        }
        //只能在方法内部调用
        Demo3 demo3 = new Demo3();
        demo3.f();
    }
}

局部内部类的使用：

public class Exercise {
    public static void main(String[] args) {
        Sout3 sout3 = new Sout3();
        sout3.func3();
    }
}

局部内部类只能在所定义的方法体内部使用
不能被public、static等修饰符修饰
极其少数会见到（基本不用）

1.5 匿名内部类

匿名内部类是一种特殊的内部类，它没有显式的类名，直接在创建对象的地方定义并实例化。匿名内部类通常用于创建只需要使用一次的简单类，可以在创建对象的同时定义其方法和属性。

new 父类或接口名() { // 匿名内部类的方法和属性 };

public static void main(String[] args) {
    //匿名内部类
    new A(){
        @Override
        public void yu() {
            System.out.println("11111");
        }
    }.yu();
}

扩展：

内部类有自己独立的字节码文件，命名格式：外部类名字$数字内部类名字.class