關於如何正確地定義Java內部類方法詳解

一. 內部類簡介

1. 概念

在Java中,我們通常是把不同的類創建在不同的包裡面,對於同一個包裡的類來說,它們都是同一層次的。但其實還有另一種情況,有些類可以被定義在另一個類的內部,我們把在一個類裡面定義的類稱為內部類(InnerClass)或嵌套類,把外面定義的類稱為外部類(OutClass)或宿主類。 也就是說,在類的內部既可以定義成員變量和方法,也可以定義其他的類。定義內部類的常見格式如下:

class Outer {//外部類
    class Inner {//內部類 
        //方法和屬性
    }
}

上面的代碼中,Outer是普通的外部類,Inner就是內部類。它與普通外部類最大的不同,在於其實例對象不能單獨存在,必須依附於一個外部類的實例對象。

內部類可以很好地實現隱藏,一般的非內部類是不允許有private 與 protected權限的,但內部類卻可以,而且內部類還擁有外部類中所有元素的訪問權限。總之,對內部類的很多訪問規則都可以參考變量和方法。

但是要註意,雖然我們使用內部類可以使程序結構變得更加緊湊,但卻在一定程度上破壞瞭面向對象的思想。

2. 優點

內部類的存在,具有如下優點:

  • 內部類使得多繼承的解決方案變得更完整:每個內部類都能獨立的實現接口,無論外部類是否已經實現瞭接口或繼承瞭父類,對於內部類都沒有影響;
  • 既可以方便地將存在一定邏輯關系的類組織在一起,又可以對外界隱藏;
  • 方便各類編寫事件驅動程序;
  • 方便編寫線程代碼。

3. 分類

Java中的內部類可以分為如下幾種類型:

  • 成員內部類
  • 靜態內部類
  • 局部內部類
  • 匿名內部類

雖然大多數時候,內部類用得並不多,但我們也有必要瞭解它們是如何具體使用的。

4. 內部類的特點

內部類相比外部類,具有如下特點:

  • 內部類可以訪問外部類的私有成員,且不破壞封裝性
  • 內部類仍是一個獨立的類,在編譯之後內部類會被編譯成獨立的 .class 文件,但前面會冠以外部類的類名和 **∗∗∗∗符號,∗∗∗∗該文件名的格式是∗∗‘外部類名** **符號,** **該文件名的格式是**`外部類名∗∗∗∗符號,∗∗∗∗該文件名的格式是∗∗‘外部類名內部類名.class`
  • 因為內部類是外部類的一個成員,所以內部類不能用普通的方式訪問,但內部類可以自由地訪問外部類裡的成員變量,無論是否被private修飾;
  • 如果是靜態內部類,我們不能隨便訪問外部類的成員變量,隻能訪問外部類的靜態成員變量。

5. Java類的創建要求

我們在創建定義Java類時,應該遵循如下要求:

  • 一個java文件中可以編寫多個類,但隻能有一個類使用public關鍵詞進行修飾,這稱之為主類;
  • 主類名必須與文件名一致,在開發中,應盡量隻在一個java文件中編寫一個類;
  • 外部類隻有兩種訪問級別:public 和默認;內部類則有 4 種訪問級別:public、protected、 private 和默認;
  • 在外部類中,可以直接通過內部類的類名來訪問內部類;
  • 在外部類以外的其他類中,需要通過內部類的完整類名來訪問內部類;
  • 內部類與外部類不能重名。

接下來就針對上面提到的幾種內部類,分別給大傢講解這幾種內部類的用法。

二. 成員內部類

1. 概念

成員內部類就是指沒有被static修飾的內部類,也可以稱為非靜態內部類。

2. 特點

成員內部類具有如下特點:

  • 在早期的jdk版本中,成員內部類中隻能定義非靜態的屬性和方法,除非同時使用final和static進行修飾;
  • 在新版的jdk中,成員內部類中也可以定義靜態的屬性和方法;
  • 成員內部類可以訪問外部類的所有成員,包括私有和靜態的成員,即使是多層嵌套時也如此;
  • 外部類不能直接訪問內部類的成員,必須通過內部類的實例對象訪問;
  • 在外部類的靜態方法和外部類以外的其他類中,必須通過外部類的實例創建內部類的實例對象;
  • 外部類的實例與內部類實例是一對多的關系,即一個內部類實例隻對應一個外部類實例,但一個外部類實例則可以對應多個內部類實例。

3. 語法

如果是在外部類中,創建成員內部類對象的基本語法格式如下:

內部類 對象名 = new 內部類();

如果是在外部的其他類中,或者是在外部類的靜態方法中,創建成員內部類對象的基本語法格式如下:

內部類 對象名 = new 外部類().new 內部類();

4. 案例

4.1 定義成員內部類

/**
 * @author 一一哥Sun 
 * 千鋒教育
 * 成員內部類
 */
public class OuterClass {
    // 外部類的非靜態成員
    String name = "一一哥";
    private String hobby = "擼碼";
    static int age = 30;

    // 非靜態方法
    public void show() {
        //這裡的this是指OuterClass對象
	System.out.println("show方法...name="+this.name);
        //如果是在外部類裡面創建內部類的對象,就不需要創建外部類實例,可以直接new 內部類()
	//InnerClass inner = new InnerClass();
    }

    // 定義一個成員內部類
    public class InnerClass {
	// 也可以定義私有屬性
	private int a = 10;
	//在早期的JDK中,成員內部類中不能定義靜態變量;但在新版JDK中,成員內部類中可以定義靜態變量
	static int b = 20;

	// 非靜態方法
	public void m1() {
            // 這裡的this對象是InnerClass內部類對象
            System.out.println("成員內部類的成員變量:" + this.a);
            //外部類.this.屬性或方法,這個this是外部類對象
            System.out.println("外部類的成員變量:" + OuterClass.this.name);
            //內部類中可以訪問外部類的私有成員和靜態成員
            System.out.println("外部類的私有成員變量:" + hobby);
            System.out.println("外部類的靜態變量:" + age);
	}

	//在早期的JDK中,成員內部類中不能定義靜態方法;但在新版JDK中,成員內部類中可以定義靜態方法
	public static void m2() {
            System.out.println("調用成員內部類的靜態變量:" + b);
            System.out.println("調用外部類的靜態變量:" + age);

            //在靜態方法中創建內部類對象,也要通過內部類 對象名 = new 外部類().new 內部類();的格式
            //InnerClass innerClass = new OuterClass().new InnerClass();
	}
    }
}

我們要註意,在早期的JDK中,成員內部類中不能定義靜態屬性和方法;但在新版JDK中,成員內部類中可以定義靜態的屬性和方法。並且我們要搞清楚在不同的位置上,創建內部類對象的方式,以及this的具體含義。

4.2 定義測試類

我們在外部的其他類中,要想創建出一個成員內部類的對象,需要通過如下形式:

內部類 對象名 = new 外部類().new 內部類();

/**
 * @author 一一哥Sun
 * 千鋒教育
 */
public class InnerClassTest {
    public static void main(String[] args) {
	//在外部的其他類中,不能直接創建內部類對象,否則:
	//No enclosing instance of type OuterClass is accessible. 
	//Must qualify the allocation with an enclosing instance of type OuterClass 
	//(e.g. x.new A() where x is an instance of OuterClass).
	//InnerClass inner=new InnerClass();

        //在外部的其他類中創建內部類對象,需要通過如下格式:
	//內部類 對象名 = new 外部類().new 內部類();
	//InnerClass inner=new OuterClass().new InnerClass();
		
	//也可以拆分成如下格式:
	OuterClass outer=new OuterClass();
	InnerClass inner=outer.new InnerClass();
	inner.m1();
	
	InnerClass.m2();	
    }
}

5. 訪問方式小結

  • 成員內部類 訪問 外部類的成員(屬性、方法),可以【 直接訪問使用 】;
  • 外部類 訪問 成員內部類,需要【 直接創建內部類對象後再訪問 】,即 new InnerClass()
  • 外部的其他類 訪問 成員內部類,需要【 創建外部類對象,再創建內部類對象後訪問 】,即 InnerClass inner=new OuterClass().new InnerClass()

6. 關於this的註意事項

在內部類中,關於this,我們需要註意以下兩點:

  • 如果同時存在外部類和內部類,那麼this在哪個類中使用,this就代表哪個類的對象;
  • 如果內部類想要通過this來調用外部類的屬性和方法,需要使用外部類名.this.屬性或者方法名。

三. 局部內部類

1. 概念

局部內部類是指在方法中定義的內部類。

2. 特點

局部內部類具有如下特點:

  • 局部內部類隻能在方法中定義和創建對象,也隻在當前方法中有效;
  • 局部內部類中 可以訪問外部類的所有成員
  • 局部內部類與局部變量一樣,不能使用訪問控制修飾符(public、private和protected)和static修飾符;
  • 在jdk 7版本中,如果局部變量是在局部內部類中使用,必須顯式地加上final關鍵字;在jdk 8版本中,會默認添加final關鍵字;
  • 局部內部類隻能訪問當前方法中final類型的參數與變量。如果方法中的成員與外部類的成員同名,可以使用 .this. 的形式訪問外部類成員;
  • 局部內部類中還可以包含內部類,但這些內部類也不能使用訪問控制修飾符(public、private 和 protected) 和 static修飾符;
  • 局部變量在方法執行結束後會被銷毀,而局部內部類的對象會等到內存回收機制進行銷毀。如果是局部內部類裡的常量,該常量會被存放在常量池中。

3. 語法

創建局部內部類對象的基本語法格式如下:

public class PartClass {
    public void method() {
        //在方法中定義的內部類,就是局部內部類
        class Inner {
            //屬性
            //方法
        }
    }
}

4. 案例

4.1 定義局部內部類

我們來定義一個局部內部類的案例代碼。

/**
 * @author 一一哥Sun
 * 千鋒教育
 * 
 * 局部內部類---定義在方法中的內部類
 */
public class PartOuterClass {
    //類的成員變量
    String name="一一哥";
    private int age=30;
    static String hobby="java";
    
    public void show() {
    	//局部變量
        //JDK 7之前,匿名內部類和局部內部類中訪問外部的局部變量時,該變量需要明確地帶有final修飾符
        //final int num = 10;
        //Effectively final特性
        int num = 10;
        
        //局部內部類,類似於是方法中的局部對象
        class PartInnerClass{
            //內部可以正常定義方法
            public void m1() {
            	//訪問外部類的非靜態成員,可以使用OuterClass.this.成員的格式,也可以直接訪問
            	//System.out.println("外部類的成員變量"+name);
                System.out.println("外部類的成員變量"+PartOuterClass.this.name);
                System.out.println("外部類私有的成員變量"+age);
                System.out.println("外部類的靜態變量"+hobby);
                
                //局部內部類,可以直接訪問方法中的局部變量
                System.out.println("訪問局部變量"+num);
            }
            
            //在新版的jdk中,也可以定義靜態的屬性和方法,老版的jdk則不行
            static int b=10;
            
            public static void m2() {
            	System.out.println("外部類的靜態變量,hobby="+hobby+",b="+b);
            }
        }
        //創建局部內部類對象
        PartInnerClass inner = new PartInnerClass();
        inner.m1();
        //在當前類中,局部內部類可以直接訪問靜態成員
        PartInnerClass.m2();
    }    
}

在JDK 7之前,匿名內部類和局部內部類中訪問外部的局部變量時,該變量需要明確地帶有final修飾符。但從JDK 8之後,我們可以不帶final修飾符,而是由系統默認添加。

4.2 定義測試類

接下來我們對上面的案例進行測試。

/**
 * @author 一一哥Sun
 * 千鋒教育
 */
public class PartInnerClassTest {
    public static void main(String[] args) {
	//創建外部類對象,調用方法,執行局部內部類
	PartOuterClass outer=new PartOuterClass();
	outer.show();
    }
}

4.3 Effectively final特性

一般情況下,Java中的局部內部類和匿名內部類訪問局部變量時,該變量必須由 final修飾,以保證內部類和外部類的數據一致性。但從 Java 8開始,我們可以不加 final修飾符,而是由系統默認添加,當然這在 Java 8以前是不允許的。Java將這個新的特性稱為 Effectively(有效的、實際的) final 功能

另外在 Lambda表達式中,使用局部變量時也要求該變量必須是 final 修飾的,所以 effectively final特性在 Lambda表達式的上下文中非常有用。

其實effectively final特性,隻是讓我們不用顯式地把變量聲明為final修飾的,它給我們自動添加瞭final修飾詞,但並沒有取消final,主要是減少瞭一點不必要的操作,給開發節省瞭點時間。

四. 匿名內部類

1. 概念

匿名內部類就是指沒有類名的內部類,必須在創建時使用 new 語句來聲明。匿名內部類不能在Outer Class外部類中定義,而是要在某個方法的內部,通過匿名類(Anonymous Class)的形式來定義。 匿名內部類本身就是一個對象。

通常情況下,如果一個方法的參數是接口類型,且該接口隻需要實現一次,那麼我們就可以通過匿名內部類的形式來進行定義。另外如果該接口的實現每次都不同,也可以使用匿名內部類的形式進行定義。我們也可以把這種定義形式叫做 “接口回調” 。匿名內部類的代碼格式使得代碼更加簡潔、緊湊,模塊化程度也更高。

2. 特點

匿名內部類具有如下特點:

  • 匿名內部類本身就是一個對象;
  • 一般在匿名內部類中不會定義屬性和方法,因為沒有意義;
  • 匿名內部類的父類一般都是抽象類或者是接口;
  • 匿名內部類和局部內部類一樣,可以訪問外部類的所有成員;
  • 如果匿名內部類位於方法中,則該類隻能訪問方法中 final 類型的局部變量和參數;
  • 匿名內部類中允許使用非靜態代碼塊對成員進行初始化操作;
  • 匿名內部類的非靜態代碼塊會在父類的構造方法之後被執行。

3. 語法

通常匿名內部類有兩種實現方式:

  • 繼承一個類,重寫其方法;
  • 實現一個或多個接口,並實現其方法。

創建匿名內部類對象的基本語法格式如下:

new <類或接口> (){
    重寫類或接口的方法
}

4. 案例

當我們進行安卓等設備開發時,面板上有個按鈕,點擊該按鈕,如何監聽點擊事件?在Android系統中提供瞭各種對應的按鈕點擊監聽事件。所以這裡就通過實現接口的形式來定義匿名內部類,模擬一個單擊事件。

4.1 定義接口

首先我們需要定義一個接口,表示單擊監聽,內部有個點擊事件。

/**
 * @author 一一哥Sun
 * 千鋒教育
 * 
 * 點擊監聽事件
 */
public interface OnClickListener {
    //點擊事件
    void onClick();
}

4.2 定義Button按鈕類

然後定義一個Button按鈕類,給Button按鈕安排一個點擊監聽方法。

/**
 * @author 一一哥Sun
 * 千鋒教育
 * 
 * 局部內部類---定義在方法中的內部類
 */
public class Button {
    //處理案例點擊的監聽事件
    public void setOnClickListener(OnClickListener listener) {
    	listener.onClick();
    }
}

4.3 定義測試類

接下來我們就測試運行上面的代碼。

/**
 * @author 一一哥Sun
 * 千鋒教育
 * 
 * 匿名內部類測試
 */
public class AnonyInnerClassTest {
    public static void main(String[] args) {
	//外部變量
	int num=20;
	//測試匿名內部類
	Button btn=new Button();
	//模擬處理按鈕的點擊事件
	btn.setOnClickListener(new OnClickListener() {//這裡就是一個匿名內部類	
            //在匿名內部類中,可以允許使用非靜態代碼塊進行成員初始化操作。
            int i; 
            {   // 非靜態代碼塊,在構造方法之後執行
		i = 100;    //成員初始化
            }
			
            @Override
            public void onClick() {
		System.out.println("按鈕被點擊啦...i="+i+",num="+num);
            }
	});	
    }
}

根據上面的案例可知:

  • 在匿名內部類中,可以允許使用非靜態代碼塊進行成員初始化操作;
  • 匿名內部類的非靜態代碼塊,會在構造方法之後執行;
  • 匿名內部類也可以直接使用外部類的成員。

五. 靜態內部類

1. 概念

靜態內部類和成員內部類的定義類似,但要使用static修飾,所以稱為靜態內部類(Static Nested Class)。

靜態內部類和成員內部類有很大的不同,它不再依附於Outer的實例,而是一個完全獨立的類,因此無法引用Outer.this的方式調用。但它可以訪問Outer類的private靜態字段和靜態方法,如果我們把靜態內部類移到Outer類之外,就失去瞭訪問private的權限。

2. 特點

  • 靜態內部類中可以定義非靜態的屬性和方法,也可以定義靜態的屬性和方法;
  • 靜態內部類中隻能訪問靜態外部類的靜態屬性和方法。

3. 語法

創建靜態內部類對象的基本語法格式如下:

內部類 對象名 = new 外部類.內部類();

4. 案例

4.1 定義靜態內部類

這裡先簡單定義一個靜態內部類,後面我們在學習內部類時再專門講解。在這個靜態內部類中,定義瞭一個方法,來訪問外部類中的普通屬性和靜態屬性。我們要記住以下幾點:

  • 靜態內部類訪問外部類的成員變量時,需要先創建外部類對象;
  • 非靜態內部類可以直接訪問使用外部類的成員變量,如同使用本類中的變量;
  • 所有的內部類訪問外部類的靜態變量時,可以直接通過"外部類.靜態變量"的形式訪問。
/**
 * @author 一一哥Sun
 * 千鋒教育
 * 
 * 外部類和內部類
 */
public class OuterClass {
    //普通屬性,屬於外部類
    static int outerNum=10;
	
    //定義一個靜態的內部類,如果不帶static,就是一個普通的內部類。
    //內部類的使用,和普通類一樣,裡面可以正常定義屬性、方法、構造方法等。
    //static前面可以帶public等任意訪問修飾符,也可以不帶!
    static class InnerClass{
	//私有屬性無法在類的外部直接訪問
	//private int innerNum=20;
	int innerNum=20;
		
	public void printNum() {
            //定義外部類對象
            OuterClass outer=new OuterClass();
            //這裡的this是指InnerClass內部類對象!	System.out.println("innerNum="+this.innerNum+",outerAge="+outer.outerAge+",outerNum="+OuterClass.outerNum);
	}
    }
}

對於靜態內部類而言,static前面可以帶public等任意訪問修飾符,也可以不帶!

4.2 定義測試類

我們再定義一個測試類,看看內部類對象是怎麼調用的。

/**
 * @author 一一哥Sun
 * 千鋒教育
 * 
 * 測試訪問內部類
 */
public class InnerClassTest {
    public static void main(String[] args) {
	//創建內部類對象,格式為“外部類.內部類 對象名 = new 外部類.內部類的構造方法”
	OuterClass.InnerClass inner = new OuterClass.InnerClass();
	//調用內部類的方法
	inner.printNum();
	//訪問外部類屬性
	System.out.println("outerNum="+OuterClass.outerNum);    
	//訪問內部類屬性
	System.out.println("innerNum="+inner.innerNum);
    }
}

5. 訪問方式小結

對於靜態內部類的訪問要求,給大傢總結如下:

  • 靜態內部類中可以直接訪問外部類的所有靜態方法,包含私有的,但不能直接訪問非靜態成員;
  • 靜態內部類可以添加任意訪問修飾符(public、protected、默認、private),因為它的地位就是一個成員;
  • 如果靜態內部類 訪問 外部類 的靜態屬性、靜態方法等,訪問方式是【直接訪問】;
  • 如果外部類或外部的其他類來 訪問 靜態內部類,訪問方式是【 外部類.內部類 對象名 = new 外部類.內部類的構造方法 】,創建出內部類對象後再訪問。

六. 結語

現在你學會瞭嗎?我們來總結一下內部類的重點內容吧:

  • 內部類分為成員內部類、局部內部類、匿名內部類和靜態內部類;
  • 成員內部類和匿名內部類在本質上是相同的,都必須依附於外部類的實例,會隱含地持有 Outer.this 實例,並擁有外部類的 private 訪問權限;
  • 靜態內部類是獨立類,但擁有外部類的 private 訪問權限;
  • 如果外部類和內部類中的成員重名時,內部類訪問時默認會遵循就近原則;如果想訪問外部類的成員,則可以用【外部類名.成員】的形式來訪問。

以上就是關於如何正確地定義Java內部類方法詳解的詳細內容,更多關於Java定義內部類的資料請關註WalkonNet其它相關文章!

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