Java | 内部类（Inner Class）

Posted 2020-12-12 Blume

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。

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。

 1 /**
 2  * 定义一个公共的 OuterClass 类。
 3  */
 4 public class OuterClass {
 5     private final String name;
 6 
 7     public static void main(String[] args) {
 8         String name = "Java";
 9         OuterClass outerObject = new OuterClass(name);
10         OuterClass.InnerClass innerObject = outerObject.new InnerClass();
11         System.out.println(outerObject.getName());
12         System.out.println(innerObject.getName());
13     }
14 
15     /**
16      * 定义一个 OuterClass 类的构造方法。
17      *
18      * @param name 表示一个名称字符串。
19      */
20     public OuterClass(String name) {
21         this.name = name;
22     }
23 
24     public String getName() {
25         return name;
26     }
27 
28     /**
29      * 定义一个私有的 InnerClass 类。
30      */
31     private class InnerClass {
32         private final String name;
33 
34         /**
35          * 定义一个 InnerClass 类的构造方法。
36          */
37         public InnerClass() {
38             name = OuterClass.this.name + " (in the inner object)";
39         }
40 
41         public String getName() {
42             return name;
43         }
44     }
45 }
46 /* 输出结果：
47 Java
48 Java (in the inner object)
49 
50  */

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：

1         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

 1 public class Outer {
 2     String name = "这是外部类的成员变量名";
 3     int num = 12;
 4 
 5     public static void main(String[] args) {
 6         Outer outer = new Outer();
 7         Outer.Inner inner = outer.new Inner();
 8         int num = 56;
 9         inner.methodInInner(num);
10     }
11 
12     public Outer() {
13     }
14 
15     class Inner {
16         String name = "这是内部类的成员变量名";
17         int num = 34;
18 
19         public Inner() {
20         }
21 
22         void methodInInner(int num) {
23             String name = "这是内部类方法的局部变量名";
24             System.out.println("name：" + name);
25             System.out.println("this.name：" + this.name);
26             System.out.println("Outer.this.name：" + Outer.this.name);
27             System.out.println("================================");
28             System.out.println("num = " + num);
29             System.out.println("this.num = " + this.num);
30             System.out.println("Outer.this.num = " + Outer.this.num);
31         }
32     }
33 }
34 /* 输出结果：
35 name：这是内部类方法的局部变量名
36 this.name：这是内部类的成员变量名
37 Outer.this.name：这是外部类的成员变量名
38 ================================
39 num = 56
40 this.num = 34
41 Outer.this.num = 12
42 
43  */

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：

1             System.out.println("this.name：" + this.name);
2             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：

1             System.out.println("Outer.this.name：" + Outer.this.name);
2             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。