Java 内部类详解
什么
定义在一个类内部的类,称为内部类(累不累),如下:
public class A {
private int c = 1;
public class C {
public void test() {
System.out.println("c:" + c);
}
}
}
C称为A的内部类,简称内部类
A称为C的外部类,简称外部类
而且内部类能访问外部类的成员(静态成员、实例成员),当然有一些限制,限制如下
4种声明方式
按照内部类的声明方式,分为4种内部类:
-
静态内部类
像类的静态成员一样声明的类,就称呼为“静态内部类”
public class A { private static String b = "b"; private int c = 1; // B是A的静态内部类 public static class B { public void test() { System.out.println(b); } } }
静态内部类,只能访问外部类的静态成员(方法和变量),并且可以像类的成员一样使用修饰符(public/protected/private);
创建静态内部类对象的方式:
A.B b = new A.B()
; -
成员内部类
新类的实例成员(未加static修饰)声明的类,称为“成员内部类”
public class A { private static String b = "b"; private int c = 1; // C是A的成员内部类 public class C { public void test() { System.out.println(c); System.out.println(b); } } }
成员内部类,访问外部类的一切(静态,还是实例),就像成员方法一样,并且可以像类的成员一样使用修饰符(public/protected/private)
创建成员内部类对象的方式:
A a = new A(); A.C c = a.new C();
-
方法内部类
在一个代码块声明的类称为方法内部类,代码块包括(方法内、静态代码块内、实例代码块内)
public class A { private static String b; private int c; // 成员方法 public void test() { final int d = 1; // 方法内部类 class D { public void test() { // 访问静态变量 System.out.println(b); // 访问实例变量 System.out.println(c); // 访问方法final类型的局部变量 System.out.println(d); } } } }
方法内部类,和它所在的方法(代码块),具有相同的访问能力,如果上面代码是在static方法中声明的,那么内部类D不能访问c变量。
jdk1.8 方法内部类,能够访问非final类型的局部变量,本质相当有在内部类D内保存了副本
-
匿名内部类
匿名内部类也就是没有名字的内部类
正因为没有名字,所以匿名内部类只能使用一次,它通常用来简化代码编写
但使用匿名内部类还有个前提条件:必须继承一个父类或实现一个接口
内部类的本质
内部类的语法颇为奇怪,我们来看看如下代码,编译后的字节码文件!
public class A {
private static String b = "b";
private int c = 1;
// 静态内部类
public static class B {
public void b() {
System.out.println(b);
}
}
// 成员内部类
class C {
public void c() {
System.out.println(c);
}
}
}
- A.java文件被编译成了多个class文件
- A类对应A.class
- B类对应A$B.class
- C类对应A$C.class
内部类会被编译成单独的class文件,那意味JVM解释执行class文件时类“B”和类A是独立的,由此可以见内部类也是一种语法糖!
对于JVM来说,类A的private b和c 成员,怎么能分别被类B和类C访问到的了!
用javap命令反编译类A.class来看看:
秘密就来自,编译器为外部类生的两个静态访问方法,Stinrg access$000()
返回b变量的值,int access$100(A a)
返回a对象的c成员变量值;
而在静态内部类B中,编译器将访问静态变量b的地方替换为如上方法:
// 静态内部类
public static class A$B {
public void b() {
System.out.println(A.access$000());
}
}
在成员内部类C中,原理也是如此,不过增加了更多的东西,反编译A$C.class:
- 新增了成员字段
final A $this
; - 构造方法添加形参 `A$C(A obj);
- 访问外部类成员变量的地方会被替换成:
System.out.println(A.access$100($this));
你一定会好奇成员构造方法中的外部类对象的参数从哪里传入的!看看我们是怎么声明内部类的对象的
A a = new A();
A.C c = a.new C();
将会被编译器替换成:
A a = new A();
A$C c = new A$C(a);
内部类的使用时机
两个类之间紧密联系时,可以使用内部类:
- 当一个类需要访问另外一个类的许多属性时,内部类可以简化访问代码
- 实现更好封装性,比如:B 类仅仅被A类访问时,可以将B类作为A的私有内部类
- 使代码更简洁,匿名内部类