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java学习解析之内部类

科技 06-27 来源：优秀码农

内部类（一）

可将一个类定义置入另一个类定义中。这就叫作“内部类”。内部类对我们非常有用，因为利用它可对那些逻辑上相互联系的类进行分组，并可控制一个类在另一个类里的“可见性”。然而，我们必须认识到内部类与以前讲述的“合成”方法存在着根本的区别。通常，对内部类的需要并不是特别明显的，至少不会立即感觉到自己需要使用内部类。但是通过SWING的事件挂载，大家会发现是非常有用的，通过它应该可以清晰地认识到内部类的好处。

SWING的内部类主要用来响应事件的一个系统即“由事件驱动的系统”。在应用程序设计语言中，最重要的问题之一便是“图形用户界面”（GUI），它几乎完全是由事件驱动的。通过内部类完美地解决了GUI的事件驱动问题。为理解内部类如何简化控制框架的创建与使用，可认为一个控制框架的工作就是在事件“就绪”以后执行它们。尽管“就绪”的意思很多。随后，请认识到针对控制框架需要控制的东西，框架内并未包含任何特定的信息。详细请看GUI内部类实例讲解：“JAVA 内部类（三）实例”

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一个或多个（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。

在我们程序设计中有时候会存在一些使用接口很难解决的问题，这个时候我们可以利用内部类提供的、可以继承多个具体的或者抽象的类的能力来解决这些程序设计问题。可以这样说，接口只是解决了部分问题，而内部类使得多重继承的解决方案变得更加完整。

注意：内部类是一个编译时的概念，一旦编译成功，就会成为完全不同的两类。对于一个名为outer的外部类和其内部定义的名为inner的内部类。编译完成后出现outer.class和outer$inner.class两类。所以内部类的成员变量/方法名可以和外部类的相同。

内部类和上溯造型

迄今为止，内部类看起来仍然没什么特别的地方。毕竟，用它实现隐藏显得有些大题小做。Java已经有一个非常优秀的隐藏机制——只允许类成为“友好的”（只在一个包内可见），而不是把它创建成一个内部类。然而，当我们准备上溯造型到一个基础类（特别是到一个接口）的时候，内部类就开始发挥其关键作用（从用于实现的对象生成一个接口句柄具有与上溯造型至一个基础类相同的效果）。这是由于内部类随后可完全进入不可见或不可用状态——对任何人都将如此。所以我们可以非常方便地隐藏实施细节。我们得到的全部回报就是一个基础类或者接口的句柄，而且甚至有可能不知道准确的类型，如下面的例子。

1. 成员内部类

成员内部类，就是作为外部类的成员，可以直接使用外部类的所有成员和方法，即使是private的。同时外部类要访问内部类的所有成员变量/方法，则需要通过内部类的对象来获取。

要注意的是，成员内部类不能含有static的变量和方法。因为成员内部类需要先创建了外部类，才能创建它自己的，了解这一点，就可以明白更多事情，在此省略更多的细节了。

在成员内部类要引用外部类对象时，使用outer.this来表示外部类对象；

而需要创建内部类对象，可以使用outer.inner obj = outerobj.new inner();

public class Outer { 
 public static void main(String[] args) { 
 Outer outer = new Outer(); 
 Outer.Inner inner = outer.new Inner(); 
 inner.print("Outer.new"); 
 
 Destination inner1 = outer.getInner(); 
 inner1.functionX("Outer.get"); 　　　　　　　　　　//上塑造型，发生内部类接口的多态，并且隐藏了内部类细节，只调用接口的方法
 } 
 
 // 个人推荐使用getxxx()来获取成员内部类，尤其是该内部类的构造函数无参数时 
 public Inner getInner() { 
 return new Inner(); 
 } 
 
 public class Inner implements Destination{ 　　//内部类继承了接口
 public void functionX(String str) { 
 System.out.println(str); 
 } 
 } 
}

2. 方法内部类

局部内部类，是指内部类定义在方法和作用域内。Thinking in Java给了这么两个例子：

定义在方法内：

public class Parcel4 { 
 public Destination destination(String s) { 　　　　　　//在方法内部的定义
 class PDestination implements Destination { 
 private String label; 
 
 private PDestination(String whereTo) { 
 label = whereTo; 
 } 
 
 public String readLabel() { 
 return label; 
 } 
 } 
 return new PDestination(s); 　　　　　　　　　　　　//方法最后返回内部类的实例句柄
 } 
 
 public static void main(String[] args) { 
 Parcel4 p = new Parcel4(); 
 Destination d = p.destination("Tasmania"); 
 } 
}

定义在作用域里：

public class Parcel5 { 
 private void internalTracking(boolean b) { 
 if (b) { 
 class TrackingSlip { 
 private String id; 
 TrackingSlip(String s) { 
 id = s; 
 } 
 String getSlip() { 
 return id; 
 } 
 } 
 TrackingSlip ts = new TrackingSlip("slip"); 
 String s = ts.getSlip(); 
 } 
 } 
 
 public void track() { 
 internalTracking(true); 
 } 
 
 public static void main(String[] args) { 
 Parcel5 p = new Parcel5(); 
 p.track(); 
 } 
}

局部内部类也像别的类一样进行编译，但只是作用域不同而已，只在该方法或条件的作用域内才能使用，退出这些作用域后无法引用的。

3. 嵌套内部类

嵌套内部类，就是修饰为static的内部类。声明为static的内部类，不需要内部类对象和外部类对象之间的联系，就是说我们可以直接引用outer.inner，即不需要创建外部类，也不需要创建内部类。

嵌套类和普通的内部类还有一个区别：普通内部类不能有static数据和static属性，也不能包含嵌套类，但嵌套类可以。而嵌套类不能声明为private，一般声明为public，方便调用。

4. 匿名内部类

有时候我为了免去给内部类命名，便倾向于使用匿名内部类，因为它没有名字。例如：

((Button) findViewById(R.id.start)).setOnClickListener(new Button.OnClickListener() { 
 @Override 
 public void onClick(View v) { 
 new Thread() { 
 
 @Override 
 public void run() { 
 // TODO Auto-generated method stub 
 } 
 
 }.start(); 
 } 
});

匿名内部类是不能加访问修饰符的。要注意的是，new 匿名类，这个类是要先定义的，看下面例子：

public class Outer { 
 public static void main(String[] args) { 
 Outer outer = new Outer(); 
 Inner inner = outer.getInner("Inner", "gz"); 
 System.out.println(inner.getName()); 
 } 
 
 public Inner getInner(final String name, String city) { 
 return new Inner() { 
 private String nameStr = name; 
 
 public String getName() { 
 return nameStr; 
 } 
 }; 
 } 
} 
 
//注释后，编译时提示类Inner找不到 
/* interface Inner { 
 String getName(); 
} */

同时在这个例子，留意外部类的方法的形参，当所在的方法的形参需要被内部类里面使用时，该形参必须为final。这里可以看到形参name已经定义为final了，而形参city 没有被使用则不用定义为final。为什么要定义为final呢？在网上找到本人比较如同的解释：

“这是一个编译器设计的问题，如果你了解java的编译原理的话很容易理解。

首先，内部类被编译的时候会生成一个单独的内部类的.class文件，这个文件并不与外部类在同一class文件中。

当外部类传的参数被内部类调用时，从java程序的角度来看是直接的调用例如：

public void dosome(final String a,final int b){ 
 class Dosome{public void dosome(){System.out.println(a+b)}}; 
 Dosome some=new Dosome(); 
 some.dosome(); 
}

从代码来看好像是那个内部类直接调用的a参数和b参数，但是实际上不是，在java编译器编译以后实际的操作代码是

class Outer$Dosome{ 
 public Dosome(final String a,final int b){ 
 this.Dosome$a=a; 
 this.Dosome$b=b; 
} 
 public void dosome(){ 
 System.out.println(this.Dosome$a+this.Dosome$b); 
} 
}}

从以上代码看来，内部类并不是直接调用方法传进来的参数，而是内部类将传进来的参数通过自己的构造器备份到了自己的内部，自己内部的方法调用的实际是自己的属性而不是外部类方法的参数。

这样理解就很容易得出为什么要用final了，因为两者从外表看起来是同一个东西，实际上却不是这样，如果内部类改掉了这些参数的值也不可能影响到原参数，然而这样却失去了参数的一致性，因为从编程人员的角度来看他们是同一个东西，如果编程人员在程序设计的时候在内部类中改掉参数的值，但是外部调用的时候又发现值其实没有被改掉，这就让人非常的难以理解和接受，为了避免这种尴尬的问题存在，所以编译器设计人员把内部类能够使用的参数设定为必须是final来规避这种莫名其妙错误的存在。”

(简单理解就是，拷贝引用，为了避免引用值发生改变，例如被外部类的方法修改等，而导致内部类得到的值不一致，于是用final来让该引用不可改变)

因为匿名内部类，没名字，是用默认的构造函数的，无参数的，那如果需要参数呢？则需要该类有带参数的构造函数：

public class Outer { 
 public static void main(String[] args) { 
 Outer outer = new Outer(); 
 Inner inner = outer.getInner("Inner", "gz"); 
 System.out.println(inner.getName()); 
 } 
 
 public Inner getInner(final String name, String city) { 
 return new Inner(name, city) { 
 private String nameStr = name; 
 
 public String getName() { 
 return nameStr; 
 } 
 }; 
 } 
} 
 
abstract class Inner { 
 Inner(String name, String city) { 
 System.out.println(city); 
 } 
 
 abstract String getName(); 
}

注意这里的形参city，由于它没有被匿名内部类直接使用，而是被抽象类Inner的构造函数所使用，所以不必定义为final。

而匿名内部类通过实例初始化，可以达到类似构造器的效果：

public class Outer { 
 public static void main(String[] args) { 
 Outer outer = new Outer(); 
 Inner inner = outer.getInner("Inner", "gz"); 
 System.out.println(inner.getName()); 
 System.out.println(inner.getProvince()); 
 } 
 
 public Inner getInner(final String name, final String city) { 
 return new Inner() { 
 private String nameStr = name; 
 private String province; 
 
 // 实例初始化 
 { 
 if (city.equals("gz")) { 
 province = "gd"; 
 }else { 
 province = ""; 
 } 
 } 
 
 public String getName() { 
 return nameStr; 
 } 
 
 public String getProvince() { 
 return province; 
 } 
 }; 
 } 
} 
 
interface Inner { 
 String getName(); 
 String getProvince(); 
}

5.内部类的继承

内部类的继承，是指内部类被继承，普通类 extents 内部类。而这时候代码上要有点特别处理，具体看以下例子：

public class InheritInner extends WithInner.Inner { 
 
 // InheritInner() 是不能通过编译的，一定要加上形参 
 InheritInner(WithInner wi) { 
 wi.super(); 
 } 
 
 public static void main(String[] args) { 
 WithInner wi = new WithInner(); 
 InheritInner obj = new InheritInner(wi); 
 } 
} 
 
class WithInner { 
 class Inner { 
 
 } 
}

可以看到子类的构造函数里面要使用父类的外部类对象.super();而这个对象需要从外面创建并传给形参。

至此，我们已基本理解了内部类的典型用途。对那些涉及内部类的代码，通常表达的都是“单纯”的内部类，非常简单，且极易理解。然而，内部类的设计非常全面，不可避免地会遇到它们的其他大量用法——假若我们在一个方法甚至一个任意的作用域内创建内部类。

链接到外部类

迄今为止，我们见到的内部类好象仅仅是一种名字隐藏以及代码组织方案。尽管这些功能非常有用，但似乎并不特别引人注目。然而，我们还忽略了另一个重要的事实。创建自己的内部类时，那个类的对象同时拥有指向封装对象（这些对象封装或生成了内部类）的一个链接。所以它们能访问那个封装对象的成员——毋需取得任何资格。除此以外，内部类拥有对封装类所有元素的访问权限。下面这个例子阐示了这个问题：

//: Sequence.java
// Holds a sequence of Objects
interface Selector {
 boolean end();
 Object current();
 void next();
}
public class Sequence {
 private Object[] o;
 private int next = 0;
 public Sequence(int size) {
 o = new Object[size];
 }
 public void add(Object x) {
 if(next < o.length) {
 o[next] = x;
 next++;
 }
 }
 private class SSelector implements Selector {
 int i = 0;
 public boolean end() {
 return i == o.length;　　　　　　　　　　　　　　//内部类可以直接使用外部类的私有或公有成员
 }
 public Object current() {
 return o[i];
 }
 public void next() {
 if(i < o.length) i++;
 }
 }
 public Selector getSelector() {
 return new SSelector();
 }
 public static void main(String[] args) {
 Sequence s = new Sequence(10);
 for(int i = 0; i < 10; i++)
 s.add(Integer.toString(i));
 Selector sl = s.getSelector(); 
 while(!sl.end()) {
 System.out.println((String)sl.current());
 sl.next();
 }
 }
} ///:~