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什么是内部类?为什么用?

理想二旬不止 2021-09-29
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理想二旬不止@BWH_Steven


1. 几种内部类

概述:把类定义在另一个类的内部,该类就被称为内部类。
举例:把类 Inner 定义在类 Outer 中,类 Inner 就被称为内部类。

class Outer {
    class Inner {
    }
}

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访问规则:内部类可以直接访问外部类的成员,包括私有。外部类要想访问内部类成员,必须创建对象。
内部类的分类:A:成员内部类、B:局部内部类、C:静态内部类、D:匿名内部类

1.1 成员内部类

成员内部类——就是位于外部类成员位置的类
特点:可以使用外部类中所有的成员变量和成员方法(包括private的)

A:格式

class Outer {
    private int age = 20;
    // 成员位置
    class Inner {
        public void show() {
            System.out.println(age);
        }
    }
}

class Test {
    public static void main(String[] ages) {
        // 成员内部类是非静态的演示
        Outer.Inner oi = new Outer().new Inner();
        oi.show();
    }
}

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B:创建对象时

// 成员内部类不是静态的:
外部类名.内部类名 对象名 = new 外部类名.new 内部类名();

// 成员内部类是静态的:
外部类名.内部类名 对象名 = new 外部类名.内部类名();

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C:成员内部类常见修饰符:
a:private
如果我们的内部类不想轻易被任何人访问,可以选择使用private修饰内部类,这样我们就无法通过创建对象的方法来访问,想要访问只需要在外部类中定义一个public修饰的方法,间接调用。这样做的好处就是,我们可以在这个public 方法中增加一些判断语句,起到数据安全的作用。

class Outer {
    private class Inner {
        public void show() {
            System.out.println(“密码备份文件”);
        }
    }

    public void method() {
        if(你是管理员){
            Inner i = new Inner();
            i.show();
        }else {
            System.out.println(“你没有权限访问”);
        }
       }
}

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下面我们给出一个更加规范的写法

class Outer {
    private class Inner {
        public void show() {
            System.out.println(“密码备份文件”);
        }
    }
    // 使用getXxx()获取成员内部类,可以增加校验语句(文中省略)
    public Inner getInner() {
        return new Inner();
       }

    public static void main(String[] args) {
        Outer outer = new Outer();
        Outer.Inner inner = outer.getInner();
        inner.show();
    }
}

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b:static
这种被 static 所修饰的内部类,按位置分,属于成员内部类,但也可以称作静态内部类,也常叫做嵌套内部类。具体内容我们在下面详细讲解。
D:成员内部类经典题(填空)
请在三个println 后括号中填空使得输出25,20,18

class Outer {
    public int age = 18;    
    class Inner {
        public int age = 20;    
        public viod showAge() {
            int age  = 25;
            System.out.println(age);// 空1
            System.out.println(this.age);// 空2
            System.out.println(Outer.this.age);// 空3
        }
    }
}

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1.2 局部内部类

局部内部类 —— 就是定义在一个方法或者一个作用域里面的类
特点:主要是作用域发生了变化,只能在自身所在方法和属性中被使用

A:格式:

class Outer {
    public void method(){
        class Inner {
        }
    }
}

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B:访问时:

// 在局部位置,可以创建内部类对象,通过对象调用和内部类方法
class Outer {
    private int age = 20;
    public void method() {
        final int age2 = 30;
        class Inner {
            public void show() {
                   System.out.println(age);
                // 从内部类中访问方法内变量age2,需要将变量声明为最终类型。
                System.out.println(age2);
            }
        }

        Inner i = new Inner();
        i.show();
    }
}

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C: 为什么局部内部类访问局部变量必须加 final 修饰呢?
因为局部变量是随着方法的调用而调用,使用完毕就消失,而堆内存的数据并不会立即消失。
所以,堆内存还是用该变量,而该变量已经没有了。为了让该值还存在,就加final修饰。
原因是,当我们使用 final 修饰变量后,堆内存直接存储的是值,而不是变量名。
(即上例 age2 的位置存储着常量30 而不是 age2 这个变量名)

1.3 静态内部类

我们所知道 static 是不能用来修饰类的,但是成员内部类可以看做外部类中的一个成员,所以可以用 static 修饰,这种用 static 修饰的内部类我们称作静态内部类,也称作嵌套内部类。
特点:不能使用外部类的非static成员变量和成员方法

解释:非静态内部类编译后会默认的保存一个指向外部类的引用,而静态类却没有。
简单理解:即使没有外部类对象,也可以创建静态内部类对象,而外部类的非static成员必须依赖于对象的调用,静态成员则可以直接使用类调用,不必依赖于外部类的对象,所以静态内部类只能访问静态的外部属性和方法。

class Outter {
    int age = 10;
    static age2 = 20;
    public Outter() {        
    }

    static class Inner {
        public method() {
            System.out.println(age);//错误
            System.out.println(age2);//正确
        }
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args)  {
        Outter.Inner inner = new Outter.Inner();
        inner.method();
    }
}

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1.4 匿名内部类

一个没有名字的类,是内部类的简化写法

A 格式:

new 类名或者接口名() {
    重写方法();
}

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本质:其实是继承该类或者实现接口的子类匿名对象
这也就是下例中,可以直接使用 new Inner() {}.show();
的原因等于 子类对象.show();

interface Inter {
    public abstract void show();
}

class Outer {
    public void method(){
        new Inner() {
            public void show() {
                System.out.println("HelloWorld");
            }
        }.show();
    }
}

class Test {
    public static void main(String[] args)  {
        Outer o = new Outer();
        o.method();
    }
}

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如果匿名内部类中有多个方法又该如何调用呢?

Inter i = new Inner() {  //多态,因为new Inner(){}代表的是接口的子类对象
    public void show() {
        System.out.println("HelloWorld");
    }
};

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B:匿名内部类在开发中的使用
我们在开发的时候,会看到抽象类,或者接口作为参数。
而这个时候,实际需要的是一个子类对象。
如果该方法仅仅调用一次,我们就可以使用匿名内部类的格式简化。

2. 为什么使用内部类

2.1 封装性

作为一个类的编写者,我们很显然需要对这个类的使用访问者的访问权限做出一定的限制,我们需要将一些我们不愿意让别人看到的操作隐藏起来,

如果我们的内部类不想轻易被任何人访问,可以选择使用private修饰内部类,这样我们就无法通过创建对象的方法来访问,想要访问只需要在外部类中定义一个public修饰的方法,间接调用。

public interface Demo {
    void show();
}

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class Outer {
    private class test implements Demo {
        public void show() {
            System.out.println("密码备份文件");
        }
    }

    public Demo getInner() {
        return new test();
    }

}

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我们来看其测试

    public static void main(String[] args) {
        Outer outer = new Outer();
        Demo d = outer.getInner();
        i.show();
    }

//运行结果
密码备份文件

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这样做的好处之一就是,我们可以在这个 public 方法中增加一些判断语句,起到数据安全的作用。
其次呢,我们的对外可见的只是 getInner() 这个方法,它返回了一个Demo接口的一个实例,而我们真正的内部类的名称就被隐藏起来了

2.2 实现多继承

我们之前的学习知道,java是不可以实现多继承的,一次只能继承一个类,我们学习接口的时候,有提到可以用接口来实现多继承的效果,即一个接口有多个实现,但是这里也是有一点弊端的,那就是,一旦实现一个接口就必须实现里面的所有方法,有时候就会出现一些累赘,但是使用内部类可以很好的解决这些问题

public class Demo1 {
    public String name() {
        return "BWH_Steven";
    }
}

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public class Demo2 {
    public String email() {
        return "xxx.@163.com";
    }
}

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public class MyDemo {

    private class test1 extends Demo1 {
        public String name() {
            return super.name();
        }
    }

    private class test2 extends Demo2  {
        public String email() {
            return super.email();
        }
    }

    public String name() {
        return new test1().name();
    }

    public String email() {
        return new test2().email();
    }

    public static void main(String args[]) {
        MyDemo md = new MyDemo();
        System.out.println("我的姓名:" + md.name());
        System.out.println("我的邮箱:" + md.email());
    }
}

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我们编写了两个待继承的类 Demo1 和 Demo2,在 MyDemo类中书写了两个内部类,test1 和test2 两者分别继承了Demo1 和 Demo2 类,这样 MyDemo 中就间接的实现了多继承

2.3 用匿名内部类实现回调功能

我们用通俗讲解就是说在Java中,通常就是编写一个接口,然后你来实现这个接口,然后把这个接口的一个对象作以参数的形式传到另一个程序方法中, 然后通过接口调用你的方法,匿名内部类就可以很好的展现了这一种回调功能

public interface Demo {
    void demoMethod();
}

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public class MyDemo{
    public test(Demo demo){
        System.out.println("test method");
    }

    public static void main(String[] args) {
        MyDemo md = new MyDemo();
        //这里我们使用匿名内部类的方式将接口对象作为参数传递到test方法中去了
        md.test(new Demo){
            public void demoMethod(){
                System.out.println("具体实现接口")
            }
        }
    }
}

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2.4 解决继承及实现接口出现同名方法的问题

public interface Demo {
    void test();
}

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public class MyDemo {

    public void test() {
        System.out.println("父类的test方法");
    }

}

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public class DemoTest extends MyDemo implements Demo {
    public void test() {
    }
}

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这样的话我就有点懵了,这样如何区分这个方法是接口的还是继承的,所以我们使用内部类解决这个问题

public class DemoTest extends MyDemo {

    private class inner implements Demo {
        public void test() {
            System.out.println("接口的test方法");
        }
    }

    public Demo getIn() {
        return new inner();
    }


    public static void main(String[] args) {
        // 调用接口而来的test()方法
        DemoTest dt = new DemoTest();
        Demo d = dt.getIn();
        d.test();

        // 调用继承而来的test()方法
        dt.test();
    }
}

// 运行结果
接口的test方法
父类的test方法

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