Java | 内部类（Inner Class）

前言

• 本文内容主要来自 Java 官方教程中的《嵌套类》章节。
• 本文提供的是 JDK 14 的示例代码。

定义

内部类（Inner Class），是 Java 中对类的一种定义方式，是嵌套类的一个分类，即非静态嵌套类（Non-Static Nested Class）。内部类（非静态嵌套类）分为成员内部类、局部内部类和匿名内部类三种。

Java 编程语言允许一个类被定义在另一个类中，这样的类就称为嵌套类。嵌套类分为两种：静态的和非静态的。没有用 static 关键字来声明的嵌套类，就称为非静态嵌套类。非静态嵌套类，又称为内部类。内部类还有两个特殊的类型：局部类（Local Class）和匿名类（Anonymous Class）。

包含嵌套类的类，可称为外围类（Enclosing Class）或外部类（Outer Class）。非静态嵌套类（内部类）可访问其外围类的其他成员，即使这些成员被声明为私有的。若内部类作为其外部类的成员，则它可声明为 private、public、protected 或包私有的。

• 提示：外部类只能声明为 public 或包私有的。

概述

作为其外部类成员的内部类，称为成员内部类。除另有说明外，“内部类”通常是指成员内部类。

与实例的方法和变量一样，内部类与其外围类的实例相关联，并可直接访问该外围类对象的方法和字段。此外，由于内部类与实例相关联，因此不能在内部类中定义任何静态成员。

/**
 * 定义一个公共的 OuterClass 类。
 */
public class OuterClass {
    private final String name;

    public static void main(String[] args) {
        String name = "Java";
        OuterClass outerObject = new OuterClass(name);
        OuterClass.InnerClass innerObject = outerObject.new InnerClass();
        System.out.println(outerObject.getName());
        System.out.println(innerObject.getName());
    }

    /**
     * 定义一个 OuterClass 类的构造方法。
     *
     * @param name 表示一个名称字符串。
     */
    public OuterClass(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    /**
     * 定义一个私有的 InnerClass 类。
     */
    private class InnerClass {
        private final String name;

        /**
         * 定义一个 InnerClass 类的构造方法。
         */
        public InnerClass() {
            name = OuterClass.this.name + " (in the inner object)";
        }

        public String getName() {
            return name;
        }
    }
}
/* 输出结果：
Java
Java (in the inner object)

 */

在上述示例中，InnerClass 类的实例只能存在于 OuterClass 类的实例中，并且可以直接访问 OuterClass 类的实例的方法和字段。

要实例化内部类，就必须首先实例化外部类。然后，使用以下语法在外部对象中创建内部对象：

        OuterClass.InnerClass innerObject = outerObject.new InnerClass();

• 提示：可以用内部类来实现助手类（Helper Class）。如要处理用户界面的事件，就必须知道如何使用内部类，因为内部类广泛地使用在事件处理机制上。

遮蔽 - 重名问题

public class Outer {
    String name = "这是外部类的成员变量名";
    int num = 12;

    public static void main(String[] args) {
        Outer outer = new Outer();
        Outer.Inner inner = outer.new Inner();
        int num = 56;
        inner.methodInInner(num);
    }

    public Outer() {
    }

    class Inner {
        String name = "这是内部类的成员变量名";
        int num = 34;

        public Inner() {
        }

        void methodInInner(int num) {
            String name = "这是内部类方法的局部变量名";
            System.out.println("name：" + name);
            System.out.println("this.name：" + this.name);
            System.out.println("Outer.this.name：" + Outer.this.name);
            System.out.println("================================");
            System.out.println("num = " + num);
            System.out.println("this.num = " + this.num);
            System.out.println("Outer.this.num = " + Outer.this.num);
        }
    }
}
/* 输出结果：
name：这是内部类方法的局部变量名
this.name：这是内部类的成员变量名
Outer.this.name：这是外部类的成员变量名
================================
num = 56
this.num = 34
Outer.this.num = 12

 */

在上述示例中，外部类的字符串成员变量、内部类的字符串成员变量和内部类方法的字符串局部变量发生重名，则内部类方法的字符串局部变量的声明，遮蔽了外部类和内部类中的同名成员变量的作用域（如同将二者隐藏起来），使二者不能仅以名称来引用。

同样的，外部类的整型成员变量、内部类的整型成员变量和内部类方法的整型参数发生重名，则内部类方法的整型参数的声明，遮蔽了外部类和内部类中的同名成员变量的作用域（如同将二者隐藏起来），使二者不能仅以名称来访问使用。

如需在内部类方法中访问内部类的重名成员变量，请使用 this 关键字，如下：

            System.out.println("this.name：" + this.name);
            System.out.println("this.num = " + this.num);

如需在内部类方法中访问外部类的重名成员变量，请使用外部类名加 this 关键字，如下：

            System.out.println("Outer.this.name：" + Outer.this.name);
            System.out.println("Outer.this.num = " + Outer.this.num);

禁止序列化 - 兼容性问题

Java 语言强烈建议禁止对内部类（包括局部类和匿名类）进行序列化。

当 Java 编译器编译某些构造方法（如内部类）时，它会创建合成结构。与合成结构相关的类及其构造方法、字段和方法，在源代码中是没有的。合成结构能使 Java 编译器实现新的 Java 语言特性，而无需对 JVM 进行更改。

然而，不同的 Java 编译器可能会创建不同的合成结构，这意味着 .class 文件在不同的实现中也会有所不同。因此，如果将内部类序列化，然后用不同的 JRE 将其反序列化，则可能会出现兼容性问题。

局部类和匿名类

局部类和匿名类是内部类的两个特殊的类型。

在方法体中声明的内部类，称为局部内部类，亦称局部类。局部类是有类名的。

在方法体中声明的无需命名的内部类，称为匿名内部类，亦称匿名类。匿名类是没有类名的。