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基于java內(nèi)部類(lèi)作用的深入分析

更新時(shí)間：2013年05月02日 15:18:50 作者：

本篇文章介紹了，基于java內(nèi)部類(lèi)作用的深入分析。需要的朋友參考下

提起Java內(nèi)部類(lèi)（Inner Class）可能很多人不太熟悉，實(shí)際上類(lèi)似的概念在C++里也有，那就是嵌套類(lèi)（Nested Class），關(guān)于這兩者的區(qū)別與聯(lián)系，在下文中會(huì)有對(duì)比。內(nèi)部類(lèi)從表面上看，就是在類(lèi)中又定義了一個(gè)類(lèi)（下文會(huì)看到，內(nèi)部類(lèi)可以在很多地方定義），而實(shí)際上并沒(méi)有那么簡(jiǎn)單，乍看上去內(nèi)部類(lèi)似乎有些多余，它的用處對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)可能并不是那么顯著，但是隨著對(duì)它的深入了解，你會(huì)發(fā)現(xiàn)Java的設(shè)計(jì)者在內(nèi)部類(lèi)身上的確是用心良苦。學(xué)會(huì)使用內(nèi)部類(lèi)，是掌握J(rèn)ava高級(jí)編程的一部分，它可以讓你更優(yōu)雅地設(shè)計(jì)你的程序結(jié)構(gòu)。下面從以下幾個(gè)方面來(lái)介紹：
第一次見(jiàn)面

復(fù)制代碼代碼如下:

public interface Contents {
 int value();
}
public interface Destination {
 String readLabel();
}
public class Goods {
 private class Content implements Contents {
  private int i = 11;
  public int value() {
   return i;
  }
 }
 protected class GDestination implements Destination {
  private String label;
  private GDestination(String whereTo) {
   label = whereTo;
  }
  public String readLabel() {
   return label;
  }
 }
 public Destination dest(String s) {
  return new GDestination(s);
 }
 public Contents cont() {
  return new Content();
 }
}
class TestGoods {
 public static void main(String[] args) {
  Goods p = new Goods();
  Contents c = p.cont();
  Destination d = p.dest("Beijing");
 }
}

在這個(gè)例子里類(lèi)Content和GDestination被定義在了類(lèi)Goods內(nèi)部，并且分別有著protected和private修飾符來(lái)控制訪問(wèn)級(jí)別。Content代表著Goods的內(nèi)容，而GDestination代表著Goods的目的地。它們分別實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)接口Content和Destination。在后面的main方法里，直接用 Contents c和Destination d進(jìn)行操作，你甚至連這兩個(gè)內(nèi)部類(lèi)的名字都沒(méi)有看見(jiàn)！這樣，內(nèi)部類(lèi)的第一個(gè)好處就體現(xiàn)出來(lái)了隱藏你不想讓別人知道的操作，也即封裝性。
同時(shí)，我們也發(fā)現(xiàn)了在外部類(lèi)作用范圍之外得到內(nèi)部類(lèi)對(duì)象的第一個(gè)方法，那就是利用其外部類(lèi)的方法創(chuàng)建并返回。上例中的cont()和dest()方法就是這么做的。那么還有沒(méi)有別的方法呢？
當(dāng)然有，其語(yǔ)法格式如下：
outerObject=new outerClass(Constructor Parameters);
outerClass.innerClass innerObject=outerObject.new InnerClass(Constructor Parameters);
注意在創(chuàng)建非靜態(tài)內(nèi)部類(lèi)對(duì)象時(shí)，一定要先創(chuàng)建起相應(yīng)的外部類(lèi)對(duì)象。至于原因，也就引出了我們下一個(gè)話題非靜態(tài)內(nèi)部類(lèi)對(duì)象有著指向其外部類(lèi)對(duì)象的引用，對(duì)剛才的例子稍作修改：

復(fù)制代碼代碼如下:

public class Goods {
 private int valueRate = 2;
 private class Content implements Contents {
  private int i = 11 * valueRate;
  public int value() {
   return i;
  }
 }
 protected class GDestination implements Destination {
  private String label;
  private GDestination(String whereTo) {
   label = whereTo;
  }
  public String readLabel() {
   return label;
  }
 }
 public Destination dest(String s) {
  return new GDestination(s);
 }
 public Contents cont() {
  return new Content();
 }
}

在這里我們給Goods類(lèi)增加了一個(gè)private成員變量valueRate，意義是貨物的價(jià)值系數(shù)，在內(nèi)部類(lèi)Content的方法value()計(jì)算價(jià)值時(shí)把它乘上。我們發(fā)現(xiàn)，value()可以訪問(wèn)valueRate，這也是內(nèi)部類(lèi)的第二個(gè)好處一個(gè)內(nèi)部類(lèi)對(duì)象可以訪問(wèn)創(chuàng)建它的外部類(lèi)對(duì)象的內(nèi)容，甚至包括私有變量！這是一個(gè)非常有用的特性，為我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)提供了更多的思路和捷徑。要想實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，內(nèi)部類(lèi)對(duì)象就必須有指向外部類(lèi)對(duì)象的引用。Java編譯器在創(chuàng)建內(nèi)部類(lèi)對(duì)象時(shí)，隱式的把其外部類(lèi)對(duì)象的引用也傳了進(jìn)去并一直保存著。這樣就使得內(nèi)部類(lèi)對(duì)象始終可以訪問(wèn)其外部類(lèi)對(duì)象，同時(shí)這也是為什么在外部類(lèi)作用范圍之外向要?jiǎng)?chuàng)建內(nèi)部類(lèi)對(duì)象必須先創(chuàng)建其外部類(lèi)對(duì)象的原因。
有人會(huì)問(wèn)，如果內(nèi)部類(lèi)里的一個(gè)成員變量與外部類(lèi)的一個(gè)成員變量同名，也即外部類(lèi)的同名成員變量被屏蔽了，怎么辦？沒(méi)事，Java里用如下格式表達(dá)外部類(lèi)的引用：
outerClass.this
有了它，我們就不怕這種屏蔽的情況了。

靜態(tài)內(nèi)部類(lèi)

和普通的類(lèi)一樣，內(nèi)部類(lèi)也可以有靜態(tài)的。不過(guò)和非靜態(tài)內(nèi)部類(lèi)相比，區(qū)別就在于靜態(tài)內(nèi)部類(lèi)沒(méi)有了指向外部的引用。這實(shí)際上和C++中的嵌套類(lèi)很相像了，Java內(nèi)部類(lèi)與C++嵌套類(lèi)最大的不同就在于是否有指向外部的引用這一點(diǎn)上，當(dāng)然從設(shè)計(jì)的角度以及以它一些細(xì)節(jié)來(lái)講還有區(qū)別。
除此之外，在任何非靜態(tài)內(nèi)部類(lèi)中，都不能有靜態(tài)數(shù)據(jù)，靜態(tài)方法或者又一個(gè)靜態(tài)內(nèi)部類(lèi)（內(nèi)部類(lèi)的嵌套可以不止一層）。不過(guò)靜態(tài)內(nèi)部類(lèi)中卻可以擁有這一切。這也算是兩者的第二個(gè)區(qū)別吧。

局部?jī)?nèi)部類(lèi)

是的，Java內(nèi)部類(lèi)也可以是局部的，它可以定義在一個(gè)方法甚至一個(gè)代碼塊之內(nèi)。

復(fù)制代碼代碼如下:

public class Goods1 {
 public Destination dest(String s) {
  class GDestination implements Destination {
   private String label;
   private GDestination(String whereTo) {
    label = whereTo;
   }
   public String readLabel() {
    return label;
   }
  }
  return new GDestination(s);
 }
 public static void main(String[] args) {
  Goods1 g = new Goods1();
  Destination d = g.dest("Beijing");
 }
}

上面就是這樣一個(gè)例子。在方法dest中我們定義了一個(gè)內(nèi)部類(lèi)，最后由這個(gè)方法返回這個(gè)內(nèi)部類(lèi)的對(duì)象。如果我們?cè)谟靡粋€(gè)內(nèi)部類(lèi)的時(shí)候僅需要?jiǎng)?chuàng)建它的一個(gè)對(duì)象并創(chuàng)給外部，就可以這樣做。當(dāng)然，定義在方法中的內(nèi)部類(lèi)可以使設(shè)計(jì)多樣化，用途絕不僅僅在這一點(diǎn)。
下面有一個(gè)更怪的例子：

復(fù)制代碼代碼如下:

public class Goods2 {
 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) {
  Goods2 g = new Goods2();
  g.track();
 }
}

你不能在if之外創(chuàng)建這個(gè)內(nèi)部類(lèi)的對(duì)象，因?yàn)檫@已經(jīng)超出了它的作用域。不過(guò)在編譯的時(shí)候，內(nèi)部類(lèi)TrackingSlip和其他類(lèi)一樣同時(shí)被編譯，只不過(guò)它由它自己的作用域，超出了這個(gè)范圍就無(wú)效，除此之外它和其他內(nèi)部類(lèi)并沒(méi)有區(qū)別。

匿名內(nèi)部類(lèi)

java的匿名內(nèi)部類(lèi)的語(yǔ)法規(guī)則看上去有些古怪，不過(guò)如同匿名數(shù)組一樣，當(dāng)你只需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)類(lèi)的對(duì)象而且用不上它的名字時(shí)，使用內(nèi)部類(lèi)可以使代碼看上去簡(jiǎn)潔清楚。它的語(yǔ)法規(guī)則是這樣的：
new interfacename(){......}; 或 new superclassname(){......};
下面接著前面繼續(xù)舉例子：

復(fù)制代碼代碼如下:

public class Goods3 {
 public Contents cont() {
  return new Contents() {
   private int i = 11;
   public int value() {
    return i;
   }
  };
 }
}

這里方法cont()使用匿名內(nèi)部類(lèi)直接返回了一個(gè)實(shí)現(xiàn)了接口Contents的類(lèi)的對(duì)象，看上去的確十分簡(jiǎn)潔。
在java的事件處理的匿名適配器中，匿名內(nèi)部類(lèi)被大量的使用。例如在想關(guān)閉窗口時(shí)加上這樣一句代碼：

復(fù)制代碼代碼如下:

frame.addWindowListener(new WindowAdapter(){
 public void windowClosing(WindowEvent e){
    System.exit(0);
 }
}); 

有一點(diǎn)需要注意的是，匿名內(nèi)部類(lèi)由于沒(méi)有名字，所以它沒(méi)有構(gòu)造函數(shù)（但是如果這個(gè)匿名內(nèi)部類(lèi)繼承了一個(gè)只含有帶參數(shù)構(gòu)造函數(shù)的父類(lèi)，創(chuàng)建它的時(shí)候必須帶上這些參數(shù)，并在實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中使用super關(guān)鍵字調(diào)用相應(yīng)的內(nèi)容）。如果你想要初始化它的成員變量，有下面幾種方法：
如果是在一個(gè)方法的匿名內(nèi)部類(lèi)，可以利用這個(gè)方法傳進(jìn)你想要的參數(shù)，不過(guò)記住，這些參數(shù)必須被聲明為final。

將匿名內(nèi)部類(lèi)改造成有名字的局部?jī)?nèi)部類(lèi)，這樣它就可以擁有構(gòu)造函數(shù)了。
在這個(gè)匿名內(nèi)部類(lèi)中使用初始化代碼塊。
為什么需要內(nèi)部類(lèi)？

java內(nèi)部類(lèi)有什么好處？為什么需要內(nèi)部類(lèi)？
首先舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，如果你想實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口，但是這個(gè)接口中的一個(gè)方法和你構(gòu)想的這個(gè)類(lèi)中的一個(gè)方法的名稱(chēng)，參數(shù)相同，你應(yīng)該怎么辦？這時(shí)候，你可以建一個(gè)內(nèi)部類(lèi)實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口。由于內(nèi)部類(lèi)對(duì)外部類(lèi)的所有內(nèi)容都是可訪問(wèn)的，所以這樣做可以完成所有你直接實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口的功能。

不過(guò)你可能要質(zhì)疑，更改一下方法的不就行了嗎？
的確，以此作為設(shè)計(jì)內(nèi)部類(lèi)的理由，實(shí)在沒(méi)有說(shuō)服力。
真正的原因是這樣的，java中的內(nèi)部類(lèi)和接口加在一起，可以的解決常被C++程序員抱怨java中存在的一個(gè)問(wèn)題沒(méi)有多繼承。實(shí)際上，C++的多繼承設(shè)計(jì)起來(lái)很復(fù)雜，而java通過(guò)內(nèi)部類(lèi)加上接口，可以很好的實(shí)現(xiàn)多繼承的效果。

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