說(shuō)起內(nèi)部類這個(gè)詞，想必很多人都不陌生涛菠，但是又會(huì)覺得不熟悉莉御。原因是平時(shí)編寫代碼時(shí)可能用到的場(chǎng)景不多，用得最多的是在有事件監(jiān)聽的情況下俗冻，并且即使用到也很少去總結(jié)內(nèi)部類的用法礁叔。今天我們就來(lái)一探究竟。下面是本文的目錄大綱：
一.內(nèi)部類基礎(chǔ)
二.深入理解內(nèi)部類
三.內(nèi)部類的使用場(chǎng)景和好處
一.內(nèi)部類基礎(chǔ)
在Java中迄薄，可以將一個(gè)類定義在另一個(gè)類里面或者一個(gè)方法里面琅关，這樣的類稱為內(nèi)部類。廣泛意義上的內(nèi)部類一般來(lái)說(shuō)包括這四種：成員內(nèi)部類讥蔽、局部?jī)?nèi)部類死姚、匿名內(nèi)部類和靜態(tài)內(nèi)部類。下面就先來(lái)了解一下這四種內(nèi)部類的用法勤篮。
1.成員內(nèi)部類
成員內(nèi)部類是最普通的內(nèi)部類都毒，它的定義為位于另一個(gè)類的內(nèi)部，形如下面的形式：
class Circle {
double radius = 0;
public Circle(double radius) {
this.radius = radius;
}
class Draw { //內(nèi)部類
public void drawSahpe() {`
System.out.println("drawshape");
}
}
}
這樣看起來(lái)碰缔，類Draw像是類Circle的一個(gè)成員账劲，Circle稱為外部類。成員內(nèi)部類可以無(wú)條件訪問外部類的所有成員屬性和成員方法（包括private成員和靜態(tài)成員）。
class Circle {
private double radius = 0;
public static int count =1;
public Circle(double radius) {
this.radius = radius;
}
class Draw { //內(nèi)部類
public void drawSahpe() {
System.out.println(radius); //外部類的private成員`
System.out.println(count); //外部類的靜態(tài)成員`
}
}
}
不過(guò)要注意的是瀑焦，當(dāng)成員內(nèi)部類擁有和外部類同名的成員變量或者方法時(shí)腌且，會(huì)發(fā)生隱藏現(xiàn)象，即默認(rèn)情況下訪問的是成員內(nèi)部類的成員榛瓮。如果要訪問外部類的同名成員铺董，需要以下面的形式進(jìn)行訪問：
外部類.this.成員變量
外部類.this.成員方法
雖然成員內(nèi)部類可以無(wú)條件地訪問外部類的成員，而外部類想訪問成員內(nèi)部類的成員卻不是這么隨心所欲了禀晓。在外部類中如果要訪問成員內(nèi)部類的成員精续，必須先創(chuàng)建一個(gè)成員內(nèi)部類的對(duì)象，再通過(guò)指向這個(gè)對(duì)象的引用來(lái)訪問：
class Circle {
private double radius = 0;
public Circle(double radius) {
this.radius = radius;
getDrawInstance().drawSahpe(); //必須先創(chuàng)建成員內(nèi)部類的對(duì)象粹懒，再進(jìn)行訪問`
}
`private` `Draw getDrawInstance() {`
`return` `new` `Draw();`
`}`
class Draw { //內(nèi)部類
public void drawSahpe() {
System.out.println(radius); //外部類的private成員`
}
}
}
成員內(nèi)部類是依附外部類而存在的重付，也就是說(shuō)愉豺，如果要?jiǎng)?chuàng)建成員內(nèi)部類的對(duì)象疾渣，前提是必須存在一個(gè)外部類的對(duì)象晃琳。創(chuàng)建成員內(nèi)部類對(duì)象的一般方式如下：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//第一種方式：
Outter outter = new Outter();
Outter.Inner inner = outter.new Inner(); //必須通過(guò)Outter對(duì)象來(lái)創(chuàng)建`
//第二種方式：
Outter.Inner inner1 = outter.getInnerInstance();
}
}
class Outter {
private Inner inner = null;
public Outter() {
}
public Inner getInnerInstance() {
if(inner == null)
inner = new Inner();
return inner;
}
class Inner {
public Inner() {
}
}
}
內(nèi)部類可以擁有private訪問權(quán)限辐真、protected訪問權(quán)限次兆、public訪問權(quán)限及包訪問權(quán)限翅帜。比如上面的例子患膛，如果成員內(nèi)部類Inner用private修飾袁波，則只能在外部類的內(nèi)部訪問导街，如果用public修飾披泪，則任何地方都能訪問；如果用protected修飾菊匿，則只能在同一個(gè)包下或者繼承外部類的情況下訪問付呕；如果是默認(rèn)訪問權(quán)限，則只能在同一個(gè)包下訪問跌捆。這一點(diǎn)和外部類有一點(diǎn)不一樣徽职，外部類只能被public和包訪問兩種權(quán)限修飾。我個(gè)人是這么理解的佩厚，由于成員內(nèi)部類看起來(lái)像是外部類的一個(gè)成員姆钉，所以可以像類的成員一樣擁有多種權(quán)限修飾。
2.局部?jī)?nèi)部類
局部?jī)?nèi)部類是定義在一個(gè)方法或者一個(gè)作用域里面的類抄瓦，它和成員內(nèi)部類的區(qū)別在于局部?jī)?nèi)部類的訪問僅限于方法內(nèi)或者該作用域內(nèi)潮瓶。
class People{
public People() {
}
}
class Man{
public Man(){
}
public People getWoman(){
class Woman extends People{ //局部?jī)?nèi)部類
int age =0;
}
return new Woman();
}
}
注意，局部?jī)?nèi)部類就像是方法里面的一個(gè)局部變量一樣钙姊，是不能有public毯辅、protected、private以及static修飾符的煞额。
3.匿名內(nèi)部類
匿名內(nèi)部類應(yīng)該是平時(shí)我們編寫代碼時(shí)用得最多的思恐，在編寫事件監(jiān)聽的代碼時(shí)使用匿名內(nèi)部類不但方便沾谜，而且使代碼更加容易維護(hù)。下面這段代碼是一段Android事件監(jiān)聽代碼：
scan_bt.setOnClickListener(new OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
// TODO Auto-generated method stub`
}
});
history_bt.setOnClickListener(new OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
// TODO Auto-generated method stub
}
});
這段代碼為兩個(gè)按鈕設(shè)置監(jiān)聽器胀莹，這里面就使用了匿名內(nèi)部類基跑。這段代碼中的：
new OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
// TODO Auto-generated method stub
}
}
就是匿名內(nèi)部類的使用。代碼中需要給按鈕設(shè)置監(jiān)聽器對(duì)象描焰，使用匿名內(nèi)部類能夠在實(shí)現(xiàn)父類或者接口中的方法情況下同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的對(duì)象媳否，但是前提是這個(gè)父類或者接口必須先存在才能這樣使用。當(dāng)然像下面這種寫法也是可以的荆秦，跟上面使用匿名內(nèi)部類達(dá)到效果相同篱竭。
private void setListener()
{
scan_bt.setOnClickListener(new Listener1());
history_bt.setOnClickListener(new Listener2());
}
class Listener1 implements View.OnClickListener{
@Override
public void onClick(View v) {
// TODO Auto-generated method stub`
}
}
class Listener2 implements View.OnClickListener{
@Override
public void onClick(View v) {
// TODO Auto-generated method stub
}
}
這種寫法雖然能達(dá)到一樣的效果，但是既冗長(zhǎng)又難以維護(hù)萄凤，所以一般使用匿名內(nèi)部類的方法來(lái)編寫事件監(jiān)聽代碼室抽。同樣的搪哪，匿名內(nèi)部類也是不能有訪問修飾符和static修飾符的靡努。
匿名內(nèi)部類是唯一一種沒有構(gòu)造器的類。正因?yàn)槠錄]有構(gòu)造器晓折，所以匿名內(nèi)部類的使用范圍非常有限惑朦，大部分匿名內(nèi)部類用于接口回調(diào)。匿名內(nèi)部類在編譯的時(shí)候由系統(tǒng)自動(dòng)起名為Outter$1.class漓概。一般來(lái)說(shuō)漾月，匿名內(nèi)部類用于繼承其他類或是實(shí)現(xiàn)接口，并不需要增加額外的方法胃珍，只是對(duì)繼承方法的實(shí)現(xiàn)或是重寫梁肿。
4.靜態(tài)內(nèi)部類
靜態(tài)內(nèi)部類也是定義在另一個(gè)類里面的類，只不過(guò)在類的前面多了一個(gè)關(guān)鍵字static觅彰。靜態(tài)內(nèi)部類是不需要依賴于外部類的吩蔑，這點(diǎn)和類的靜態(tài)成員屬性有點(diǎn)類似，并且它不能使用外部類的非static成員變量或者方法填抬，這點(diǎn)很好理解烛芬，因?yàn)樵跊]有外部類的對(duì)象的情況下，可以創(chuàng)建靜態(tài)內(nèi)部類的對(duì)象飒责，如果允許訪問外部類的非static成員就會(huì)產(chǎn)生矛盾赘娄，因?yàn)橥獠款惖姆莝tatic成員必須依附于具體的對(duì)象。
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Outter.Inner inner = new Outter.Inner();
}
}
class Outter {
public Outter() {
}
static class Inner {
public Inner() {
}
}
}
二.深入理解內(nèi)部類
1.為什么成員內(nèi)部類可以無(wú)條件訪問外部類的成員宏蛉？
在此之前遣臼，我們已經(jīng)討論過(guò)了成員內(nèi)部類可以無(wú)條件訪問外部類的成員，那具體究竟是如何實(shí)現(xiàn)的呢拾并？下面通過(guò)反編譯字節(jié)碼文件看看究竟揍堰。事實(shí)上蚌讼，編譯器在進(jìn)行編譯的時(shí)候，會(huì)將成員內(nèi)部類單獨(dú)編譯成一個(gè)字節(jié)碼文件个榕，下面是Outter.java的代碼：
public class Outter {
private Inner inner = null;
public Outter() {
}
public Inner getInnerInstance() {
if(inner == null)
inner = new Inner();
return inner;
}
protected class Inner {
public Inner() {
}
}
}
編譯之后篡石，出現(xiàn)了兩個(gè)字節(jié)碼文件：
反編譯Outter$Inner.class文件得到下面信息：
`E:\Workspace\Test\bin\com\cxh\test2>javap -v Outter$Inner`
`Compiled from ``"Outter.java"`
`public` `class` `com.cxh.test2.Outter$Inner ``extends` `java.lang.Object`
`SourceFile: ``"Outter.java"`
`InnerClass:`
`#``24``= #``1` `of #``22``; ``//Inner=class com/cxh/test2/Outter$Inner of class com/cxh/tes`
`t2/Outter`
`minor version: ``0`
`major version: ``50`
`Constant pool:`
`const` `#``1` `= ``class` `#``2``; ``// com/cxh/test2/Outter$Inner`
`const` `#``2` `= Asciz com/cxh/test2/Outter$Inner;`
`const` `#``3` `= ``class` `#``4``; ``// java/lang/Object`
`const` `#``4` `= Asciz java/lang/Object;`
`const` `#``5` `= Asciz ``this``$``0``;`
`const` `#``6` `= Asciz Lcom/cxh/test2/Outter;;`
`const` `#``7` `= Asciz <init>;`
`const` `#``8` `= Asciz (Lcom/cxh/test2/Outter;)V;`
`const` `#``9` `= Asciz Code;`
`const` `#``10` `= Field #``1``.#``11``; ``// com/cxh/test2/Outter$Inner.this$0:Lcom/cxh/t`
`est2/Outter;`
`const` `#``11` `= NameAndType #``5``:#``6``;``// this$0:Lcom/cxh/test2/Outter;`
`const` `#``12` `= Method #``3``.#``13``; ``// java/lang/Object."<init>":()V`
`const` `#``13` `= NameAndType #``7``:#``14``;``// "<init>":()V`
`const` `#``14` `= Asciz ()V;`
`const` `#``15` `= Asciz LineNumberTable;`
`const` `#``16` `= Asciz LocalVariableTable;`
`const` `#``17` `= Asciz ``this``;`
`const` `#``18` `= Asciz Lcom/cxh/test2/Outter$Inner;;`
`const` `#``19` `= Asciz SourceFile;`
`const` `#``20` `= Asciz Outter.java;`
`const` `#``21` `= Asciz InnerClasses;`
`const` `#``22` `= ``class` `#``23``; ``// com/cxh/test2/Outter`
`const` `#``23` `= Asciz com/cxh/test2/Outter;`
`const` `#``24` `= Asciz Inner;`
`{`
`final` `com.cxh.test2.Outter ``this``$``0``;`
`public` `com.cxh.test2.Outter$Inner(com.cxh.test2.Outter);`
`Code:`
`Stack=``2``, Locals=``2``, Args_size=``2`
`0``: aload_0`
`1``: aload_1`
`2``: putfield #``10``; ``//Field this$0:Lcom/cxh/test2/Outter;`
`5``: aload_0`
`6``: invokespecial #``12``; ``//Method java/lang/Object."<init>":()V`
`9``: ``return`
`LineNumberTable:`
`line ``16``: ``0`
`line ``18``: ``9`
`LocalVariableTable:`
`Start Length Slot Name Signature`
`0` `10` `0` `this` `Lcom/cxh/test2/Outter$Inner;`
`}`
第11行到35行是常量池的內(nèi)容，下面逐一第38行的內(nèi)容：
final com.cxh.test2.Outter this$0;
這行是一個(gè)指向外部類對(duì)象的指針西采，看到這里想必大家豁然開朗了凰萨。也就是說(shuō)編譯器會(huì)默認(rèn)為成員內(nèi)部類添加了一個(gè)指向外部類對(duì)象的引用，那么這個(gè)引用是如何賦初值的呢械馆？下面接著看內(nèi)部類的構(gòu)造器：
public com.cxh.test2.Outter$Inner(com.cxh.test2.Outter);
從這里可以看出胖眷，雖然我們?cè)诙x的內(nèi)部類的構(gòu)造器是無(wú)參構(gòu)造器，編譯器還是會(huì)默認(rèn)添加一個(gè)參數(shù)霹崎，該參數(shù)的類型為指向外部類對(duì)象的一個(gè)引用珊搀，所以成員內(nèi)部類中的Outter this&0 指針便指向了外部類對(duì)象，因此可以在成員內(nèi)部類中隨意訪問外部類的成員尾菇。從這里也間接說(shuō)明了成員內(nèi)部類是依賴于外部類的境析，如果沒有創(chuàng)建外部類的對(duì)象，則無(wú)法對(duì)Outter this&0引用進(jìn)行初始化賦值派诬，也就無(wú)法創(chuàng)建成員內(nèi)部類的對(duì)象了劳淆。
2.為什么局部?jī)?nèi)部類和匿名內(nèi)部類只能訪問局部final變量？
想必這個(gè)問題也曾經(jīng)困擾過(guò)很多人默赂，在討論這個(gè)問題之前沛鸵，先看下面這段代碼：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
}
public void test(final int b) {
final int a =10;
new Thread(){
public void run() {
System.out.println(a);
System.out.println(b);
};
}.start();
}
}
這段代碼會(huì)被編譯成兩個(gè)class文件：Test.class和Test1.class。默認(rèn)情況下缆八，編譯器會(huì)為匿名內(nèi)部類和局部?jī)?nèi)部類起名為Outter1.class曲掰。默認(rèn)情況下，編譯器會(huì)為匿名內(nèi)部類和局部?jī)?nèi)部類起名為Outterx.class（x為正整數(shù)）奈辰。
根據(jù)上圖可知栏妖，test方法中的匿名內(nèi)部類的名字被起為 Test$1。
上段代碼中冯挎，如果把變量a和b前面的任一個(gè)final去掉底哥，這段代碼都編譯不過(guò)。我們先考慮這樣一個(gè)問題：
當(dāng)test方法執(zhí)行完畢之后房官，變量a的生命周期就結(jié)束了趾徽，而此時(shí)Thread對(duì)象的生命周期很可能還沒有結(jié)束，那么在Thread的run方法中繼續(xù)訪問變量a就變成不可能了翰守，但是又要實(shí)現(xiàn)這樣的效果孵奶，怎么辦呢？Java采用了 復(fù)制 的手段來(lái)解決這個(gè)問題蜡峰。將這段代碼的字節(jié)碼反編譯可以得到下面的內(nèi)容：
我們看到在run方法中有一條指令：
bipush 10
這條指令表示將操作數(shù)10壓棧了袁，表示使用的是一個(gè)本地局部變量朗恳。這個(gè)過(guò)程是在編譯期間由編譯器默認(rèn)進(jìn)行，如果這個(gè)變量的值在編譯期間可以確定载绿，則編譯器默認(rèn)會(huì)在匿名內(nèi)部類（局部?jī)?nèi)部類）的常量池中添加一個(gè)內(nèi)容相等的字面量或直接將相應(yīng)的字節(jié)碼嵌入到執(zhí)行字節(jié)碼中粥诫。這樣一來(lái)，匿名內(nèi)部類使用的變量是另一個(gè)局部變量崭庸，只不過(guò)值和方法中局部變量的值相等怀浆，因此和方法中的局部變量完全獨(dú)立開。
下面再看一個(gè)例子：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
}
public void test(final int a) {
new Thread(){
public void run() {
System.out.println(a);
};
}.start();
}
}
反編譯得到：
我們看到匿名內(nèi)部類Test$1的構(gòu)造器含有兩個(gè)參數(shù)怕享，一個(gè)是指向外部類對(duì)象的引用执赡，一個(gè)是int型變量，很顯然函筋，這里是將變量test方法中的形參a以參數(shù)的形式傳進(jìn)來(lái)對(duì)匿名內(nèi)部類中的拷貝（變量a的拷貝）進(jìn)行賦值初始化沙合。
也就說(shuō)如果局部變量的值在編譯期間就可以確定，則直接在匿名內(nèi)部里面創(chuàng)建一個(gè)拷貝跌帐。如果局部變量的值無(wú)法在編譯期間確定首懈，則通過(guò)構(gòu)造器傳參的方式來(lái)對(duì)拷貝進(jìn)行初始化賦值。
從上面可以看出含末，在run方法中訪問的變量a根本就不是test方法中的局部變量a猜拾。這樣一來(lái)就解決了前面所說(shuō)的 生命周期不一致的問題即舌。但是新的問題又來(lái)了佣盒，既然在run方法中訪問的變量a和test方法中的變量a不是同一個(gè)變量，當(dāng)在run方法中改變變量a的值的話顽聂，會(huì)出現(xiàn)什么情況肥惭？
對(duì)，會(huì)造成數(shù)據(jù)不一致性紊搪，這樣就達(dá)不到原本的意圖和要求蜜葱。為了解決這個(gè)問題，java編譯器就限定必須將變量a限制為final變量耀石，不允許對(duì)變量a進(jìn)行更改（對(duì)于引用類型的變量牵囤，是不允許指向新的對(duì)象），這樣數(shù)據(jù)不一致性的問題就得以解決了滞伟。
到這里揭鳞，想必大家應(yīng)該清楚為何 方法中的局部變量和形參都必須用final進(jìn)行限定了。
3.靜態(tài)內(nèi)部類有特殊的地方嗎梆奈？
從前面可以知道野崇，靜態(tài)內(nèi)部類是不依賴于外部類的，也就說(shuō)可以在不創(chuàng)建外部類對(duì)象的情況下創(chuàng)建內(nèi)部類的對(duì)象亩钟。另外乓梨，靜態(tài)內(nèi)部類是不持有指向外部類對(duì)象的引用的鳖轰，這個(gè)讀者可以自己嘗試反編譯class文件看一下就知道了，是沒有Outter this&0引用的扶镀。
三.內(nèi)部類的使用場(chǎng)景和好處
為什么在Java中需要內(nèi)部類蕴侣？總結(jié)一下主要有以下四點(diǎn)：
1.每個(gè)內(nèi)部類都能獨(dú)立的繼承一個(gè)接口的實(shí)現(xiàn)，所以無(wú)論外部類是否已經(jīng)繼承了某個(gè)(接口的)實(shí)現(xiàn)臭觉，對(duì)于內(nèi)部類都沒有影響睛蛛。內(nèi)部類使得多繼承的解決方案變得完整，
2.方便將存在一定邏輯關(guān)系的類組織在一起胧谈，又可以對(duì)外界隱藏忆肾。
3.方便編寫事件驅(qū)動(dòng)程序
4.方便編寫線程代碼
個(gè)人覺得第一點(diǎn)是最重要的原因之一，內(nèi)部類的存在使得Java的多繼承機(jī)制變得更加完善菱肖。
