Java 内部类


可以将一个类的定义放在另一个类的定义内部,这就是内部类

总的来说,内部类是一个略显晦涩的概念,实际使用到的场合不是很多,但是对于特定的问题却是最优雅的解决方式,因此有必要掌握,至少应该完全理解内部类的语法和语义,当见到使用内部类的实际应用时能够最终理解它们。

内部类的特点

  1. 内部类拥有外围类所有元素的访问权
  2. 可以创建匿名内部类
  3. 可以创建局部内部类(在方法体中定义类)
  4. 可以在接口中定义内部类(见Selector接口中的示例)

内部类示例:

public class Sequence {
    private Object[] items;
    private int next = 0;
    public Sequence(int size) {
        items = new Object[size];
    }
    public void add(Object x) {
        if (next < items.length) {
            items[next++] = x;
        }
    }
    //使用内部类实现Sequence对象的迭代器功能
    private class SequenceSelector implements Selector{
        private int i = 0;
        @Override
        public boolean end() {
            return i == items.length; //内部类可以访问外围类的private属性
        }
        @Override
        public Object current() {
            return items[i];
        }
        @Override
        public void next() {
            if (i < items.length) {
                i++;
            }
        }
    }
    //返回一个内部类对象
    public Selector selector() {
        return new SequenceSelector();
    }
    public static void main(String[] args) {
        //初始化一个Sequence对象
        Sequence sequence = new Sequence(10);
        for(int i=0; i<10; i++){
            sequence.add(Integer.toString(i));
        }
        //创建内部类对象(有一个向上转型的过程),另外注意:在拥有外部类对象之前是无法创建内部类的
        Selector selector = sequence.selector(); //构建内部类对象时,必须有一个指向外围类对象的引用(这里是sequence)
        //使用内部类定义的Selector遍历Sequence
        while (!selector.end()) {
            System.out.println(selector.current() + " ");
            selector.next();
        }
    }
}

/**
 * 迭代器的接口定义
 * @author jverson
 */
interface Selector{
    boolean end();
    Object current();
    void next();

    //示例接口中定义内部类,甚至可以在内部类中实现外围接口
    class Test implements Selector{
        @Override
        public boolean end() {
            System.out.println("end");
            return false;
        }
        @Override
        public Object current() {
            System.out.println("current");
            return null;
        }
        @Override
        public void next() {
            System.out.println("next");
        }
        public static void main(String[] args) {
            System.out.println(new Test().current());
        }
    }
}

注意,上面的这个示例只是用于展示内部类的写法,因为完全可以不用内部类实现,Sequence类直接实现Selector接口即可,可参看Sequence2.java

为什么需要内部类

到底内部类有什么用呢,它能解决什么问题,什么情况才必须使用内部类呢?

内部类允许继承多个非接口类型,换句话说内部类可以实现java的多重继承,尽管通过实现多个接口也可以达到多重继承的目的,但是当你拥有的是抽象类或具体类时,则只能使用内部类才能实现多重继承。

如果不需要解决“多重继承”的问题,不使用内部类都可以解决问题,但是如果使用内部类,还可以获得其它一些特性:

  1. 内部类可以有多个实例,每个实例都有自己的状态信息,并且与其外围类对象的信息相互独立
  2. 在单个外围类中,可以让内部类以不同的方式实现同一个接口,或继承同一个类
  3. 内部类没有令人迷惑的“is-a”关系,它就是一个独立的实体。例如上面的示例假如使用Sequence2.java 的方式实现则相当于声明“Sequence是一个Selector”,而且使用内部类可以很容的再创建一个反向遍历的reverseSelector()方法,这就是内部类带来的便利
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