怎么理解Java編程中的內部類

怎么理解Java編程中的內部類，針對這個問題，這篇文章詳細介紹了相對應的分析和解答，希望可以幫助更多想解決這個問題的小伙伴找到更簡單易行的方法。

內部類：在其它類內定義的類，不同于組合。雖然看上去象某種代碼隱藏機制，但可以實現更多功能 -了解包含它的類并可與之交換數據，而且內部類的代碼可以更優雅、清晰。

內部類定義：包含在其它類內。使用與非內部類沒有太大區別。

典型用法：outer class通過方法返回inner class的引用。

區別之一：內部類名嵌套在外部類（outer class）內，在Out class的non-static方法之外用OuterClassName.InnerClassName的形式定義內部類對象。

注意，非static內部類只能在Out class的non-static方法中生成對象；在其它類中，也必須使用Out class的外部類對象實例。這就保證了下面所說的鏈接問題。

區別之二：內部類可以為private和protected。

Inner Class只是一種名稱隱藏（name-hiding）和組織代碼方式？NO。

內部類對象有一個到創建它的外部類對象的鏈接（link to the enclosing object that made it），因而可以直接的、沒有任何限制地訪問該外部類對象的成員，而且內部類可以訪問outer class的所有成員（包括private）（C++的嵌套類沒有這個特性）；而outer class訪問inner class的成員，必須創建Inner class的對象，可以訪問任何成員（包括private）。

內部類對象中隱式包含了一個外部類對象的引用。內部類對象構建需要outer class對象的引用，如果沒有，編譯報錯（非靜態inner class）。

.this和.new：前者用來返回Outer class引用，編譯期可知道和檢查正確類型，無運行時開銷；后者用來由outer class對象創建其內部類的對象，OutClassObject.new InnerClassName ()（注意，不能用outClassObj.new OutClassName.InnerClassName()）。

嵌套類（nested class）：static inner class，其對象創建不需要outer class對象引用，也可在static方法中創建。

內部類與upcasting

類實現了接口（interface），其它方法就可以用該interface作為參數，而不一定必須用該類（包括類對象定義）（類似繼承）。可以利用upcasting->interface。

upcasting內部類->基類或者接口（尤其是后者），使內部類有了用武之地。實現接口內部類可以完全不可見、不可用（通過private或protected），所獲得的只是基類或接口的引用（通過private，無法進行downcasting，protected，同一個包內，或者繼承類可以進行downcasting），方便隱藏實現細節。

接口成員自動為public

private內部類可以阻止任何依賴于類型的代碼，進行所有實現細節的隱藏。而且，擴展接口也沒有任何意義，因為無法訪問pubic接口之外的方法，這可以使JAVA產生更有效率的代碼 。

inner class可以在任意作用域內定義（如方法內）。

兩個理由：1. 實現一個接口

2. 需要一個不公開的類輔助解決復雜的問題

inner class形式

1. 方法內的內部類； 2. 方法中的一個作用域內的內部類； 3. 實現接口的匿名內部類； 4. 繼承的匿名內部類（基類含有參的構造器）； 4. 進行成員初始化的匿名內部類； 5. 使用實例初始化塊進行構造的匿名內部類（匿名類沒有構造器）。

局部內部類（local inner class） ：在方法內或方法的一個作用域中定義的內部類。局部內部類在域外不可見并不代表其對象也不可用。條件域內定義的內部類不代表它是條件創建的。

匿名內部類（anonymous inner class） ：new T(){...}; {...}為匿名內部類的定義，"；"不可少（；只是該語句的結束，而不是用來表示匿名內部類的結束，所以沒有什么特殊的地方），創建一個繼承自T的匿名類的對象，得到的引用可自動upcast to T。是前面定義內部類的一種簡寫，只是該類沒有名稱。

前面是基類構造器為默認構造器的情況，當基類構造器有參數時：new T(args){...};此時會調用基類相應構造器。

匿名內部類初始化 ：當需要用到外部定義類的對象時，傳遞的引用參數必須為final，否則編譯報錯；匿名類不能有命名的構造器（當然不能，類本身就沒有名字），可以通過實例初始化（instance initialization）來完成構造器的功能。由于實例初始化不能重載（不代表只能有一個Instance initialization clause），所以匿名內部類只能有一個構造器。

匿名內部類只能在繼承類和實現接口中2選一，且只能實現一個接口。

prefer classes to interfaces. （寧愿選擇類，而不是接口？）

嵌套類（nested class）：static inner class。有點類似C++嵌套類的概念，但Java的嵌套類可以訪問outer class的所有成員（包括private，當然只能通過外部類對象訪問non-static成員）。

1. 不需要通過outer class對象來創建嵌套類對象(.new不可用？)；

2. 不能通過嵌套類對象訪問non-static outer class對象(意思是像非嵌套類那樣直接訪問)；

3. 嵌套類對象中不包含outer class對象引用(.this不可用)。

4. 非嵌套內部類不能有static成員、方法和嵌套類（fields、methods級別必須與class本身一致，non-static不能含有static，non-static、static內可以含有non-static）。

嵌套類可以位于接口內部，不違反接口的規則（不能定義接口實例？），只代表把嵌套類位于接口的命名空間下，位于接口內部的類自動為public static（public嵌套類），而且嵌套類本身就可以實現該接口，好處在于可以在嵌套類內編寫該接口所有實現中都要用到的代碼。

嵌套類的另一個用途：編寫測試代碼。 為每個類編寫main函數增加代碼長度，可以把main放在嵌套類內，要測試該類運行該嵌套類即可；而在發布的時候只要在打包前簡單的刪除該嵌套類的.class文件即可。

多重嵌套的類（non-static和static）可以沒有限制的訪問任何外層類的所有對象。

為什么用內部類？

不是總是直接和接口打交道，有時候需要用的是接口的實現。（可以實現多個接口，但不能繼承多個類）

理由：每個內部類可以獨立繼承自一個實現，不受outer class是否已經繼承另一實現的限制。從效果上來說，inner class提供了多繼承（multiple-inheritance，繼承自多個類）的能力，提供了另一種實現多個接口的方法（相比多繼承，這個似乎沒那么重要，因為多繼承只能通過內部類來實現）。

額外特性：

1. 內部類可以有多個實例，每個實例可以擁有獨立于outer class對象的不同信息；

2. 一個outer class可以有多個內部類，每個內部類可以以不同的方式實現同一個接口或者繼承同一個類（參見習題22，兩個內部類不同方式實現同一個接口，只有內部類才能完成這些）；

3. 內部類實例創建時間并不受到外部類對象創建的限制；

4. 用內部類不會制造"is-a"關系的混亂，每個內部類都是個實體。

閉包（closure）和回調（callback）

閉包是一種可調用的對象，它記錄了來自創建它的作用域的一些信息。

內部類是一種面向對象的閉包，不僅包含了外部類的信息，而且通過包含一個指向外部類對象的引用，可以操作所有成員，包括private。

回調，通過其它對象攜帶的信息，可以在稍后的某個時刻調用初始對象。

Java不支持指針類型，不能通過指針來實現回調。但內部類提供的閉包是種比較好的解決方案，更靈活，更安全（參見例callbacks）。

private class Closure implements Incrementable {       public void increment() {       // Specify outer-class method, otherwise       // you’d get an infinite recursion:           Callee2.this.increment();       }   }

回調的價值在于靈活性，可以在運行時決定需要調用的方法。 GUI編程將體現得更明顯。

內部類與控制框架（control frameworks）

一個應用程序框架（application framework）是指一個用來解決一個特定類型問題的類或類的集合。典型的應用方法是，繼承其中一個或多個類，重寫某些方法。重寫方法的代碼將通用解決方案特殊化，來解決特定問題。例如模板函數模式。 設計模式將不變的和變化的事情分開。

控制框架是用來響應事件的一類特殊的應用程序框架 。主要用來響應事件的系統稱為事件驅動系統（event-driven system），如GUI。

內部類使得控制框架的創建和使用變得簡單 。控制框架本身不包括要控制的事物的特定信息。這些信息在繼承過程中，由算法的action()部分實現時提供。控制框架中變化的事情是各種事件對象的不同action，這通過創建不同event繼承類來實現。(例event)

控制事件用abstract類代替接口？

內部類在控制框架中兩個作用：

1. 用來表示解決問題所需的各種不同的action()。

2. 內部類可以直接訪問外部類的所有成員，因而使得實現變得更靈活。

參見greenhouse（溫室）的例子。

內部類的繼承

內部類指向outer class object的引用必須初始化，而在它的繼承類中并不存在要聯接的缺省對象，必須使用特殊的語法明確指出這種關聯。

繼承自內部類的類構造器不能是默認構造器，要有個outer class的引用作為參數，而且必須加上enclosingClassReference.super()；語句，編譯才能通過。

內部類能override？繼承outer class，像重寫方法一樣重寫內部類并不起作用，此時兩個內部類只是兩個獨立的實體。可以顯式指定內部類的繼承關系，然后通過復寫base inner class的方法，來實現多態。 參見例BigEgg2.

//: innerclasses/BigEgg2.java   // Proper inheritance of an inner class.   import static net.mindview.util.Print.*;   class Egg2 {       protected class Yolk {         public Yolk() { print("Egg2.Yolk()"); }         public void f() { print("Egg2.Yolk.f()");}   }       private Yolk y = new Yolk();       public Egg2() { print("New Egg2()"); }       public void insertYolk(Yolk yy) { y = yy; }       public void g() { y.f(); }   }   public class BigEgg2 extends Egg2 {       public class Yolk extends Egg2.Yolk {           public Yolk() { print("BigEgg2.Yolk()"); }           public void f() { print("BigEgg2.Yolk.f()"); }   }       public BigEgg2() { insertYolk(new Yolk()); }       public static void main(String[] args) {           Egg2 e2 = new BigEgg2();           e2.g();   }   } /* Output:   Egg2.Yolk()   New Egg2()   Egg2.Yolk()   BigEgg2.Yolk()   BigEgg2.Yolk.f()   *///:~

局部內部類

局部內部類（local inner class）不能有訪問限定符；有訪問局部final變量和outer class所有類的權限；可以有命名的構造器；在方法外不能訪問。

絕大部分情況下，可以用匿名類來替代局部內部類，除非：

1. 需要命名的構造器，或者需要重載構造器

2. 需要多個內部類的對象

此時就要用Local Inner class。

關于怎么理解Java編程中的內部類問題的解答就分享到這里了，希望以上內容可以對大家有一定的幫助，如果你還有很多疑惑沒有解開，可以關注億速云行業資訊頻道了解更多相關知識。