【Java】内部类

概述

内部类是声明在另一个类的内部的类。本质上，它是一个被"嵌套"在外部类中的类。

当一个事物A的内部，还有一个部分需要一个完整的结构B进行描述，而这个内部的完整的结构B又只为外部事物A提供服务，不在其他地方单独使用，那么整个内部的完整结构B最好使用内部类。总的来说，遵循高内聚、低耦合的面向对象开发原则。

内部类的分类

类型	所在位置	是否依赖外部类对象	特点
成员内部类	类中，方法外	依赖	最常见，可访问外部类成员
静态内部类	类中，方法外，带 static	不依赖	不持有外部类引用，类似外部类的静态成员
局部内部类	方法内	依赖	方法内定义，仅方法内可见
匿名内部类	局部类的一种特殊形式	依赖	用来临时创建某个类或接口的对象（一次性使用）

（静态）成员内部类

如果成员内部类中不使用外部类的非静态成员，那么通常将内部类声明为静态内部类，否则声明为非静态内部类。

java 复制代码

[修饰符] class 外部类 {
    [其他修饰符] [static] class 内部类 {
    }
}

成员内部类作为类的成员的角色：
- 和外部类不同，内部类还可以声明为private或protected；
- 可以调用外部类的结构。（⚠️在静态内部类中不能使用外部类的非静态成员）
成员内部类作为类的角色：
- 可以在内部定义属性、方法、构造器等结构；
- 可以继承父类和实现父接口，和外部类的父类和父接口无关；
- 可以声明为抽象类，因此可以被其它的内部类继承；
- 可以声明为final的，表示不能被继承；
- 编译后生成OuterClass$InnerClass.class字节码文件（也适用于局部内部类）

注意点

外部类访问成员内部类的成员，需要内部类.成员或内部类对象.成员的方式；
成员内部类可以直接使用外部类的所有成员，包括私有的数据；

实例化

非静态成员内部类

和外部类对象绑定：内部类对象必须依赖外部类对象。外部类可通过 new Inner() 创建内部类对象（必须有外部类对象前缀）。

java 复制代码

Outer outer = new Outer();
Outer.Inner inner = outer.new Inner();
inner.show();

静态成员内部类

不依赖外部类对象（不持有外部类实例）。可以访问外部类的静态成员，但不能访问非静态成员。

java 复制代码

Outer.Inner inner = new Outer.Inner();
inner.show();

局部（匿名）内部类

局部内部类是定义在方法内部、代码块内部或构造器内部的类。作用域仅限于该局部范围内，外部无法直接访问。

java 复制代码

// 非匿名
[修饰符] class 外部类 {
    [修饰符] 返回值类型 方法名([形参列表]) {
            [final/abstract] class 内部类 {
    	}
    }    
}

编译后有自己的独立的字节码文件，只不过在内部类名前面冠以外部类名、$符号、编号。
- 这里有编号是因为同一个外部类中，不同的方法中存在相同名称的局部内部类。

不能使用访问修饰符，因为它是局部变量级别的类型。
作用域仅限于该局部范围内，外部无法直接访问。
可以访问外部类成员，包含静态成员。
可以访问方法中的局部变量，但要求变量为 final 或 effectively final。Java 8 之后局部变量无需显式声明 final，只要它不被重新赋值（effectively final）即可。原因：局部变量属于栈内存，方法结束后销毁，但局部内部类对象可能还活着，因此 JVM 会复制一份局部变量到内部类中，需要保证不变性。
局部内部类可以定义 static 成员。

java 复制代码

public class Outer {
    private String name = "OuterName";
    private static String a = "oa";

    public void doWork() {
        int count = 5; // effectively final

        class Worker {
            static int x = 0;
            public void execute() {
                x = 1;
                System.out.println("访问外部类成员: " + name);
                System.out.println("访问外部类static成员: " + a);
                System.out.println("访问方法局部变量: " + count);
            }
        }

        Worker w = new Worker();
        w.execute();
    }

    public static void main(String[] args) {
        new Outer().doWork();
    }
}

匿名内部类是一种没有名字的局部内部类，通常用来简化代码，尤其在需要临时创建某个类的实例（通常是接口或抽象类）时使用。

java 复制代码

父类/接口 类型 变量 = new 父类/接口() {
    // 重写方法
};

传统方式：需要写一个单独的类文件 / 内部类实现一个接口。

java 复制代码

class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Running...");
    }
}

然后使用

java 复制代码

Runnable r = new MyRunnable();

使用匿名内部类，节省代码、逻辑更集中，不用专门创建一个新类。

java 复制代码

Runnable r = new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Running...");
    }
};

匿名内部类最常见的用途就是实现接口。

java 复制代码

interface Greeting {
    void sayHello();
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Greeting g = new Greeting() {
            @Override
            public void sayHello() {
                System.out.println("Hello from anonymous class!");
            }
        };

        g.sayHello();
        
        ///// or
        new Greeting() {
            @Override
            public void sayHello() {
                System.out.println("Hello from anonymous class!");
            }
        }.sayHello();
    }
}

匿名内部类的对象作为实参。

java 复制代码

interface A {
	void method();
}

public class Test {
    public static void test(A a) {
    	a.method();
    }
    
    public static void main(String[] args) {
    	test(new A() {
			@Override
			public void method() {
				System.out.println("aaaa");
			}
    	});
    }   
}

java 复制代码

new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("线程运行");
    }
}).start();