Java Object-Oriented：day11 【 Inner Classes 】

一、内部类的概念与分类

1、什么是内部类

如果一个事物的内部包含另一个事物，那么这就是一个类内部包含另一个类。例如：身体和心脏的关系。又如：汽车和发动机的关系。

2、分类

1. 成员内部类
2. 局部内部类（包含匿名内部类）

二、成员内部类定义使用

1、成员内部类的定义

成员内部类：定义在类中方法外的类

1、定义格式：

修饰符 class 外部类名称 {
    修饰符 class 内部类名称 {
        // ...
    }
    // ...
}

2、定义类

package day11.demo03;

public class Body { // 外部类

    public class Heart { // 成员内部类

        // 内部类的方法
        public void beat() {
            System.out.println("心脏跳动：蹦蹦蹦！");
            System.out.println("我叫：" + name); // 正确写法！
        }

    }

    // 外部类的成员变量
    private String name;

    // 外部类的方法
    public void methodBody() {
        System.out.println("外部类的方法");
        new Heart().beat();
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

2、成员内部类的使用

间接方式：在外部类的方法当中，使用内部类；然后main只是调用外部类的方法。

定义测试类

package day11.demo03;
/*
如果一个事物的内部包含另一个事物，那么这就是一个类内部包含另一个类。
例如：身体和心脏的关系。又如：汽车和发动机的关系。

分类：
1. 成员内部类
2. 局部内部类（包含匿名内部类）

成员内部类的定义格式：
修饰符 class 外部类名称 {
    修饰符 class 内部类名称 {
        // ...
    }
    // ...
}

注意：内用外，随意访问；外用内，需要内部类对象。

==========================
如何使用成员内部类？有两种方式：
1. 间接方式：在外部类的方法当中，使用内部类；然后main只是调用外部类的方法。
 */
public class Demo01InnerClass {

    public static void main(String[] args) {
        Body body = new Body(); // 外部类的对象
        // 通过外部类的对象，调用外部类的方法，里面间接在使用内部类Heart
        body.methodBody();
        System.out.println("=====================");
    }

}

定义内部类

package day11.demo03;

public class Body { // 外部类

    public class Heart { // 成员内部类

        // 内部类的方法
        public void beat() {
            System.out.println("心脏跳动：蹦蹦蹦！");
            System.out.println("我叫：" + name); // 正确写法！
        }

    }

    // 外部类的成员变量
    private String name;

    // 外部类的方法
    public void methodBody() {
        System.out.println("外部类的方法");
        new Heart().beat();
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

运行结果

外部类的方法
心脏跳动：蹦蹦蹦！
我叫：null
=====================

直接方式，公式：类名称 对象名 = new 类名称();

定义测试类

package day11.demo03;
/*
如果一个事物的内部包含另一个事物，那么这就是一个类内部包含另一个类。
例如：身体和心脏的关系。又如：汽车和发动机的关系。

分类：
1. 成员内部类
2. 局部内部类（包含匿名内部类）

成员内部类的定义格式：
修饰符 class 外部类名称 {
    修饰符 class 内部类名称 {
        // ...
    }
    // ...
}

注意：内用外，随意访问；外用内，需要内部类对象。

==========================
如何使用成员内部类？有两种方式：
1. 间接方式：在外部类的方法当中，使用内部类；然后main只是调用外部类的方法。
2. 直接方式，公式：
类名称 对象名 = new 类名称();
【外部类名称.内部类名称 对象名 = new 外部类名称().new 内部类名称();】
 */
public class Demo01InnerClass {

    public static void main(String[] args) {
        Body body = new Body(); // 外部类的对象
        // 通过外部类的对象，调用外部类的方法，里面间接在使用内部类Heart
        body.methodBody();
        System.out.println("=====================");

        // 按照公式写：
        Body.Heart heart = new Body().new Heart();
        heart.beat();
    }

}

运行结果

心脏跳动：蹦蹦蹦！
我叫：null

3、内部类的同名变量访问

定义外部类

package day11.demo03;

// 如果出现了重名现象，那么格式是：外部类名称.this.外部类成员变量名
public class Outer {

    int num = 10; // 外部类的成员变量

    public class Inner /*extends Object*/ {

        int num = 20; // 内部类的成员变量

        public void methodInner() {
            int num = 30; // 内部类方法的局部变量
            System.out.println(num); // 局部变量，就近原则
            System.out.println(this.num); // 内部类的成员变量
            System.out.println(Outer.this.num); // 外部类的成员变量
        }

    }

}

定义测试类

package day11.demo03;

public class Demo02InnerClass {

    public static void main(String[] args) {
        // 外部类名称.内部类名称 对象名 = new 外部类名称().new 内部类名称();
        Outer.Inner obj = new Outer().new Inner();
        obj.methodInner();
    }

}

运行结果

30
20
10

三、局部内部类定义

如果一个类是定义在一个方法内部的，那么这就是一个局部内部类。

“局部”：只有当前所属的方法才能使用它，出了这个方法外面就不能用了。

1、局部内部类定义

1、定义局部类

package day11.demo04;

/*
如果一个类是定义在一个方法内部的，那么这就是一个局部内部类。
“局部”：只有当前所属的方法才能使用它，出了这个方法外面就不能用了。

定义格式：
修饰符 class 外部类名称 {
    修饰符 返回值类型 外部类方法名称(参数列表) {
        class 局部内部类名称 {
            // ...
        }
    }
}

 */
class Outer {

    public void methodOuter() {
        class Inner { // 局部内部类
            int num = 10;
            public void methodInner() {
                System.out.println(num); // 10
            }
        }

        Inner inner = new Inner();
        inner.methodInner();
    }

}

2、定义类测试类

package day11.demo04;

public class DemoMain {
    public static void main(String[] args) {
        Outer obj = new Outer();
        obj.methodOuter();
    }
}

3、运行结果

10

2、小结一下类的权限修饰符

public > protected > (default) > private
定义一个类的时候，权限修饰符规则：
1. 外部类：public / (default)
2. 成员内部类：public / protected / (default) / private
3. 局部内部类：什么都不能写

　　　　

3、局部内部类的final问题

局部内部类，如果希望访问所在方法的局部变量，那么这个局部变量必须是【有效final的】。

备注：从Java 8+开始，只要局部变量事实不变，那么final关键字可以省略。

 

package day11.demo04;

/*
局部内部类，如果希望访问所在方法的局部变量，那么这个局部变量必须是【有效final的】。

备注：从Java 8+开始，只要局部变量事实不变，那么final关键字可以省略。

原因：
1. new出来的对象在堆内存当中。
2. 局部变量是跟着方法走的，在栈内存当中。
3. 方法运行结束之后，立刻出栈，局部变量就会立刻消失。
4. 但是new出来的对象会在堆当中持续存在，直到垃圾回收消失。
 */
public class MyOuter {
    public void methodOuter() {
        int num = 10; // 所在方法的局部变量
        class MyInner {
            public void methodInner() {
                System.out.println(num);
            }
        }
    }

}

原因：

1. new出来的对象在堆内存当中。
2. 局部变量是跟着方法走的，在栈内存当中。
3. 方法运行结束之后，立刻出栈，局部变量就会立刻消失。
4. 但是new出来的对象会在堆当中持续存在，直到垃圾回收消失

四、匿名内部类

1、普通方法实现

1、定义接口

package day11.demo05;

public interface MyInterface {
    void method(); // 抽象方法
}

2、定义实现类

package day11.demo05;

public class MyInterfaceImpl implements MyInterface {
    @Override
    public void method() {
        System.out.println("实现类覆盖重写了方法");
    }
}

3、定义测试类

package day11.demo05;

public class DemoMain {

    public static void main(String[] args) {
        MyInterface impl = new MyInterfaceImpl();
        impl.method();
    }
}

4、运行结果

实现类覆盖重写了方法

匿名内部类 ：是内部类的简化写法。它的本质是一个 带具体实现的 父类或者父接口的 匿名的 子类对象。

开发中，最常用到的内部类就是匿名内部类了。以接口举例，当你使用一个接口时，似乎得做如下几步操作

1. 定义子类
2. 重写接口中的方法
3. 创建子类对象
4. 调用重写后的方法

我们的目的，最终只是为了调用方法，那么能不能简化一下，把以上四步合成一步呢？匿名内部类就是做这样的快捷方式。

前提

匿名内部类必须继承一个父类或者实现一个父接口

2、用以匿名内部类实现

如果接口的实现类（或者是父类的子类）只需要使用唯一的一次，
那么这种情况下就可以省略掉该类的定义，而改为使用【匿名内部类】。

1、定义格式

接口名称 对象名 = new 接口名称() {
    // 覆盖重写所有抽象方法
};

错误写法

1、定义测试类

package day11.demo05;

/*
如果接口的实现类（或者是父类的子类）只需要使用唯一的一次，
那么这种情况下就可以省略掉该类的定义，而改为使用【匿名内部类】。

匿名内部类的定义格式：
接口名称 对象名 = new 接口名称() {
    // 覆盖重写所有抽象方法
};

 */

public class DemoMain {

    public static void main(String[] args) {

        // 使用匿名内部类，但不是匿名对象，对象名称就叫objA
        MyInterface obj = new MyInterface() {
            @Override
            public void method() {
                System.out.println("匿名内部类实现了方法");
            }
        };
        obj.method();
    }
}

2、运行结果

匿名内部类实现了方法

两种方式比较

　　　

五、匿名内部类的注意事项

1、匿名内部类，在【创建对象】的时候，只能使用唯一一次。

如果希望多次创建对象，而且类的内容一样的话，那么就需要使用单独定义的实现类了。

1、测试类

package day11.demo05;
/*

对格式“new 接口名称() {...}”进行解析：
1. new代表创建对象的动作
2. 接口名称就是匿名内部类需要实现哪个接口
3. {...}这才是匿名内部类的内容

另外还要注意几点问题：
1. 匿名内部类，在【创建对象】的时候，只能使用唯一一次。
如果希望多次创建对象，而且类的内容一样的话，那么就需要使用单独定义的实现类了。

 */
public class DemoMain {

    public static void main(String[] args) {

        // 使用匿名内部类，但不是匿名对象，对象名称就叫objA
        MyInterface objA = new MyInterface() {
            @Override
            public void method() {
                System.out.println("匿名内部类实现了方法！111-A");
            }

        };
        objA.method();

        MyInterface objB = new MyInterface() {
            @Override
            public void method() {
                System.out.println("匿名内部类实现了方法！111-B");
            }

        };
        objB.method();
    }

}

2、接口

package day11.demo05;

public interface MyInterface {
    void method(); // 抽象方法
}

3、运行接口

匿名内部类实现了方法！111-A
匿名内部类实现了方法！111-B

如果有2个方法

1、测试类

package day11.demo05;
/*

对格式“new 接口名称() {...}”进行解析：
1. new代表创建对象的动作
2. 接口名称就是匿名内部类需要实现哪个接口
3. {...}这才是匿名内部类的内容

另外还要注意几点问题：
1. 匿名内部类，在【创建对象】的时候，只能使用唯一一次。
如果希望多次创建对象，而且类的内容一样的话，那么就需要使用单独定义的实现类了。

 */
public class DemoMain {

    public static void main(String[] args) {

        // 使用匿名内部类，但不是匿名对象，对象名称就叫objA
        MyInterface objA = new MyInterface() {
            @Override
            public void method1() {
                System.out.println("匿名内部类实现了方法！111-A");
            }

            @Override
            public void method2() {
                System.out.println("匿名内部类实现了方法！222-A");
            }

        };
        objA.method1();
        objA.method2();


        MyInterface objB = new MyInterface() {
            @Override
            public void method1() {
                System.out.println("匿名内部类实现了方法！111-B");
            }

            @Override
            public void method2() {
                System.out.println("匿名内部类实现了方法！222-B");
            }

        };
        objB.method1();
        objB.method2();
    }

}

2、接口

package day11.demo05;

public interface MyInterface {
    void method1(); // 抽象方法
    void method2(); // 抽象方法
}

3、接口实现

package day11.demo05;

public class MyInterfaceImpl implements MyInterface {
    @Override
    public void method1() {
        System.out.println("实现类覆盖重写了方法！111");
    }

    @Override
    public void method2() {
        System.out.println("实现类覆盖重写了方法！222");
    }
}

4、运行结果

匿名内部类实现了方法！111-A
匿名内部类实现了方法！222-A
匿名内部类实现了方法！111-B
匿名内部类实现了方法！222-B　

2、匿名对象，在【调用方法】的时候，只能调用唯一一次。

1、测试类

package day11.demo05;
/*

对格式“new 接口名称() {...}”进行解析：
1. new代表创建对象的动作
2. 接口名称就是匿名内部类需要实现哪个接口
3. {...}这才是匿名内部类的内容

另外还要注意几点问题：
1. 匿名内部类，在【创建对象】的时候，只能使用唯一一次。
如果希望多次创建对象，而且类的内容一样的话，那么就需要使用单独定义的实现类了。

 */
public class DemoMain {

    public static void main(String[] args) {

        // 使用匿名内部类，但不是匿名对象，对象名称就叫objA
        MyInterface objA = new MyInterface() {
            @Override
            public void method1() {
                System.out.println("匿名内部类实现了方法！111-A");
            }

            @Override
            public void method2() {
                System.out.println("匿名内部类实现了方法！222-A");
            }

        };
        objA.method1();
        objA.method2();
        System.out.println("=================");
        
        // 使用了匿名内部类，而且省略了对象名称，也是匿名对象
        new MyInterface() {
            @Override
            public void method1() {
                System.out.println("匿名内部类实现了方法！111-B");
            }

            @Override
            public void method2() {
                System.out.println("匿名内部类实现了方法！222-B");
            }

        }.method1();
    }

}

2、接口

package day11.demo05;

public interface MyInterface {
    void method1(); // 抽象方法
    void method2(); // 抽象方法
}

3、接口实现

package day11.demo05;

public class MyInterfaceImpl implements MyInterface {
    @Override
    public void method1() {
        System.out.println("实现类覆盖重写了方法！111");
    }

    @Override
    public void method2() {
        System.out.println("实现类覆盖重写了方法！222");
    }
}

4、运行结果

匿名内部类实现了方法！111-A
匿名内部类实现了方法！222-A
=================
匿名内部类实现了方法！111-B

因为匿名对象无法调用第二次方法，所以需要再创建一个匿名内部类的匿名对象　

 

 

 

 测试类

package day11.demo05;
/*

对格式“new 接口名称() {...}”进行解析：
1. new代表创建对象的动作
2. 接口名称就是匿名内部类需要实现哪个接口
3. {...}这才是匿名内部类的内容

另外还要注意几点问题：
1. 匿名内部类，在【创建对象】的时候，只能使用唯一一次。
如果希望多次创建对象，而且类的内容一样的话，那么就需要使用单独定义的实现类了。

 */
public class DemoMain {

    public static void main(String[] args) {

        // 使用匿名内部类，但不是匿名对象，对象名称就叫objA
        MyInterface objA = new MyInterface() {
            @Override
            public void method1() {
                System.out.println("匿名内部类实现了方法！111-A");
            }

            @Override
            public void method2() {
                System.out.println("匿名内部类实现了方法！222-A");
            }

        };
        objA.method1();
        objA.method2();
        System.out.println("=================");

        // 使用了匿名内部类，而且省略了对象名称，也是匿名对象
        new MyInterface() {
            @Override
            public void method1() {
                System.out.println("匿名内部类实现了方法！111-B");
            }

            @Override
            public void method2() {
                System.out.println("匿名内部类实现了方法！222-B");
            }

        }.method1();
         // 因为匿名对象无法调用第二次方法，所以需要再创建一个匿名内部类的匿名对象
        new MyInterface() {
            @Override
            public void method1() {
                System.out.println("匿名内部类实现了方法！111-B");
            }

            @Override
            public void method2() {
                System.out.println("匿名内部类实现了方法！222-B");
            }
        }.method2();
    }

}

运行结果

匿名内部类实现了方法！111-A
匿名内部类实现了方法！222-A
=================
匿名内部类实现了方法！111-B
匿名内部类实现了方法！222-B

3. 匿名内部类是省略了【实现类/子类名称】，但是匿名对象是省略了【对象名称】

强调：匿名内部类和匿名对象不是一回事！！！

六、类作为成员变量类型

1、String到底是个什么

/*
........
 * @author  Lee Boynton
 * @author  Arthur van Hoff
 * @author  Martin Buchholz
 * @author  Ulf Zibis
 * @see     java.lang.Object#toString()
 * @see     java.lang.StringBuffer
 * @see     java.lang.StringBuilder
 * @see     java.nio.charset.Charset
 * @since   1.0
 * @jls     15.18.1 String Concatenation Operator +
 */

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence,
               Constable, ConstantDesc {

　说明 类可以作为成员变量类型

2、自己定义一个类作为成员变量

1、定义Hero类

package day11.demo06;

// 游戏当中的英雄角色类
public class Hero {

    private String name; // 英雄的名字
    private int age; // 英雄的年龄
    private Weapon weapon; // 英雄的武器

    public Hero() {
    }

    public Hero(String name, int age, Weapon weapon) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.weapon = weapon;
    }

    public void attack() {
        System.out.println("年龄为" + age + "的" + name + "用" + weapon.getCode() + "攻击敌方。");
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public Weapon getWeapon() {
        return weapon;
    }

    public void setWeapon(Weapon weapon) {
        this.weapon = weapon;
    }
}

2、定义Weapon

package day11.demo06;

public class Weapon {

    private String code; // 武器的代号

    public Weapon() {
    }

    public Weapon(String code) {
        this.code = code;
    }

    public String getCode() {
        return code;
    }

    public void setCode(String code) {
        this.code = code;
    }
}

3、定义测试类

package day11.demo06;

public class DemoMain {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个英雄角色
        Hero hero = new Hero();
        // 为英雄起一个名字，并且设置年龄
        hero.setName("盖伦");
        hero.setAge(20);

        // 创建一个武器对象
        Weapon weapon = new Weapon("AK-47");
        // 为英雄配备武器
        hero.setWeapon(weapon);

        // 年龄为20的盖伦用多兰剑攻击敌方。
        hero.attack();
    }

}

4、运行结果　

年龄为20的盖伦用AK-47攻击敌方。

七、接口作为成员变量类型

DemoGame

package day11.demo07;

public class DemoGame {

    public static void main(String[] args) {
        Hero hero = new Hero();
        hero.setName("艾希"); // 设置英雄的名称

        // 设置英雄技能
//        hero.setSkill(new SkillImpl()); // 使用单独定义的实现类

        // 还可以改成使用匿名内部类
//        Skill skill = new Skill() {
//            @Override
//            public void use() {
//                System.out.println("Pia~pia~pia~");
//            }
//        };
//        hero.setSkill(skill);

        // 进一步简化，同时使用匿名内部类和匿名对象
        hero.setSkill(new Skill() {
            @Override
            public void use() {
                System.out.println("Biu~Pia~Biu~Pia~");
            }
        });

        hero.attack();
    }

}

Hero

package day11.demo07;

public class Hero {

    private String name; // 英雄的名称
    private Skill skill; // 英雄的技能

    public Hero() {
    }

    public Hero(String name, Skill skill) {
        this.name = name;
        this.skill = skill;
    }

    public void attack() {
        System.out.println("我叫" + name + "，开始施放技能：");
        skill.use(); // 调用接口中的抽象方法
        System.out.println("施放技能完成。");
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Skill getSkill() {
        return skill;
    }

    public void setSkill(Skill skill) {
        this.skill = skill;
    }
}

 

Skill

package day11.demo07;

public interface Skill {

    void use(); // 释放技能的抽象方法

}

SkillImpl

package day11.demo07;

public class SkillImpl implements Skill {
    @Override
    public void use() {
        System.out.println("Biu~biu~biu~");
    }
}

运行结果

我叫艾希，开始施放技能：
Biu~Pia~Biu~Pia~
施放技能完成。

八、接口作为方法的参数和或

DemoInterface

package day11.demo07;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/*
java.util.List正是ArrayList所实现的接口。
 */
public class DemoInterface {

    public static void main(String[] args) {
        // 左边是接口名称，右边是实现类名称，这就是多态写法
        List<String> list = new ArrayList<>();

        List<String> result = addNames(list);
        for (int i = 0; i < result.size(); i++) {
            System.out.println(result.get(i));
        }
    }

    public static List<String> addNames(List<String> list) {
        list.add("迪丽热巴");
        list.add("古力娜扎");
        list.add("玛尔扎哈");
        list.add("沙扬娜拉");
        return list;
    }

}

运行结果

迪丽热巴
古力娜扎
玛尔扎哈
沙扬娜拉