深入理解嵌套類和內部類

一、什麼是嵌套類及內部類?

    可以在一個類的內部定義另一個類,這種類稱爲嵌套類(nested classes),它有兩種類型: 靜態嵌套類和非靜態嵌套類。靜態嵌套類使用很少,最重要的是非靜態嵌套類,也即是被稱作爲 內部類(inner)。嵌套類從JDK1.1開始引入。其中inner類又可分爲三種:

    其一、在一個類(外部類)中直接定義的內部類;

    其二、在一個方法(外部類的方法)中定義的內部類;

    其三、匿名內部類。
下面,我將說明這幾種嵌套類的使用及注意事項。

二、靜態嵌套類
    如下所示代碼爲定義一個靜態嵌套類,


public class StaticTest {
  private static String name = "javaJohn";
  private String id = "X001";

  static class Person{
    private String address = "swjtu,chenDu,China";
    public String mail = "[email protected]";//內部類公有成員
    public void display(){
      //System.out.println(id);//不能直接訪問外部類的非靜態成員
      System.out.println(name);//只能直接訪問外部類的靜態成員
      System.out.println("Inner "+address);//訪問本內部類成員。
    }
  }

   public void printInfo(){
     Person person = new Person();
     person.display();

     //System.out.println(mail);//不可訪問
     //System.out.println(address);//不可訪問

     System.out.println(person.address);//可以訪問內部類的私有成員
     System.out.println(person.mail);//可以訪問內部類的公有成員

   }

   public static void main(String[] args) {
       StaticTest staticTest = new StaticTest();
       staticTest.printInfo();
   }
}

     在靜態嵌套類內部,不能訪問外部類的非靜態成員,這是由Java語法中"靜態方法不能直接訪問非靜態成員"所限定。
若想訪問外部類的變量,必須通過其它方法解決,由於這個原因,靜態嵌套類使用很少。注意,外部類訪問內
部類的的成員有些特別,不能直接訪問,但可以通過內部類實例來訪問,這是因爲靜態嵌套內的所有成員和方法默認爲
靜態的了。同時注意,內部靜態類Person只在類StaticTest 範圍內可見,若在其它類中引用或初始化,均是錯誤的。

三、在外部類中定義內部類
    如下所示代碼爲在外部類中定義兩個內部類及它們的調用關係:

class Outer{
  int outer_x = 100;
  private class Inner{//私有的內部類
   public int y = 10;
   private int z = 9;
   int m = 5;
   public void display(){
     System.out.println("display outer_x:"+ outer_x);
   }
   private void display2(){
    System.out.println("display outer_x:"+ outer_x);
   }
}
 public Inner getInner(){//即使是對外公開的方法,外部類也無法調用
   return new Inner();
 }
 void test(){ 
   Inner inner = new Inner(); //可以訪問
   inner.display();
   inner.display2();
   //System.out.println("Inner y:" + y);//不能訪問內部內變量
   System.out.println("Inner y:" + inner.y);//可以訪問
   System.out.println("Inner z:" + inner.z);//可以訪問
   System.out.println("Inner m:" + inner.m);//可以訪問
   InnerTwo innerTwo = new InnerTwo();
   innerTwo.show();
 }
 class InnerTwo{
   Inner innerx = getInner();//可以訪問
   public void show(){
    //System.out.println(y);//不可訪問Innter的y成員
    //System.out.println(Inner.y);//不可直接訪問Inner的任何成員和方法
    innerx.display();//可以訪問
    innerx.display2();//可以訪問
    System.out.println(innerx.y);//可以訪問
    System.out.println(innerx.z);//可以訪問
    System.out.println(innerx.m);//可以訪問
   }
 }
}
public class Test
{
 public static void main(String args[]){
  
  Outer outer = new Outer();
 // Outer.Inner a=outer.getInner();//Inner類是私有的,外部類不能訪問,如果Inner類是public ,則可以。
  outer.test();
 }
}

    內部類Inner及InnterTwo只在類Outer的作用域內是可知的,如果類Outer外的任何代碼嘗試初始化類Inner或使用它,編譯就不會通過。同時,內部類的變量成員只在內部內內部可見,若外部類或同層次的內部類需要訪問,需採用示例程序
中的方法,不可直接訪問內部類的變量。

四、在方法中定義內部類
    如下所示代碼爲在方法內部定義一個內部類:

 

public class FunOuter { 
 int out_x = 100;
 public void test(){
  class Inner{
    String x = "x";
    void display(){
       System.out.println(out_x);
    }
  }
 Inner inner = new Inner();
 inner.display();
}
public void showStr(String str){
  //public String str1 = "test Inner";//不可定義,只允許final修飾
  //static String str4 = "static Str";//不可定義,只允許final修飾
  String str2 = "test Inner";
  final String str3 = "final Str";
  class InnerTwo{
    public void testPrint(){
    System.out.println(out_x);//可直接訪問外部類的變量
    //System.out.println(str);//不可訪問本方法內部的非final變量
    //System.out.println(str2);//不可訪問本方法內部的非final變量
    System.out.println(str3);//只可訪問本方法的final型變量成員
    }
  }
  InnerTwo innerTwo = new InnerTwo();
  innerTwo.testPrint();
}
public void use(){
   //Inner innerObj = new Inner();//此時Inner己不可見了。
   //System.out.println(Inner.x);//此時Inner己不可見了。
}
 public static void main(String[] args) {
  FunOuter outer = new FunOuter();
  outer.test();
 }
}

    從上面的例程我們可以看出定義在方法內部的內部類的可見性更小,它只在方法內部 可見,在外部類(及外部類的其它方法中)中都不可見了。同時,它有一個特點,就是方法內的內部類連本方法的成員變量都不可訪問,它只能訪問本方法的final型成員。同時另一個需引起注意的是方法內部定義成員,只允許final修飾或不加修飾符,其它像static等均不可用。

五、匿名內部類
    如下所示代碼爲定義一個匿名內部類:匿名內部類通常用在Java的事件處理上


import java.applet.*;
import java.awt.event.*;

    public class AnonymousInnerClassDemo extends Applet{
    public void init(){
        addMouseListener(new MouseAdapter(){
            public void mousePressed(MouseEvent me){
             showStatus("Mouse Pressed!");
        }
        });
    }
    public void showStatus(String str){
        System.out.println(str);
    }
    }


在上面的例子中,方法addMouseListener接受一個對象型的參數表達式,於是,在參數裏,我們定義了一個匿名內部類,這個類是一個MouseAdapter類型的類,同時在這個類中定義了一個繼承的方法mousePressed,整個類做爲一個參數。這個類沒有名稱,但是當執行這個表達式時它被自動實例化。同時因爲,這個匿名內部類是定義在AnonymousInnerClassDemo 類內部的,所以它可以訪問它的方法showStatus。這同前面的內部類是一致的。

六、內部類使用的其它的問題

     通過以上,我們可以清楚地看出內部類的一些使用方法,同時,在許多時候,內部類是在如Java的事件處理、或做爲值對象來使用的。同時,我們需注意最後一個問題,那就是,內部類同其它類一樣被定義,同樣它也可以繼承外部其它包的類和實現外部其它地方的接口。同樣它也可以繼承同一層次的其它的內部類,甚至可以繼承外部類本身。下面我們給出最後一個例子做爲結束:


public class Layer {
  //Layer類的成員變量
  private String testStr = "testStr";
  //Person類,基類
  class Person{
    String name;
    Email email;
    public void setName(String nameStr){
     this.name = nameStr;
    }
    public String getName(){
      return this.name;
    } 
    public void setEmail(Email emailObj){
      this.email = emailObj;
    }
    public String getEmail(){
      return this.email.getMailStr();
    }
    //內部類的內部類,多層內部類
    class Email{ 
     String mailID;
     String mailNetAddress;
     Email(String mailId,String mailNetAddress){
     this.mailID = mailId;
     this.mailNetAddress = mailNetAddress;
     }
     String getMailStr(){
        return this.mailID +"@"+this.mailNetAddress;
     }
    } 
  }
   //另一個內部類繼承外部類本身
   class ChildLayer extends Layer{
     void print(){
       System.out.println(super.testStr);//訪問父類的成員變量
     }
   }
   //另個內部類繼承內部類Person
    class OfficePerson extends Person{ 
     void show(){
       System.out.println(name);
       System.out.println(getEmail()); 
     }
    }
    //外部類的測試方法 
    public void testFunction(){
      //測試第一個內部類
      ChildLayer childLayer = new ChildLayer();
      childLayer.print();
      //測試第二個內部類
      OfficePerson officePerson = new OfficePerson();
      officePerson.setName("abner chai");
      //注意此處,必須用對象.new 出來對象的子類對象
      //而不是Person.new Email(...)
      //也不是new Person.Email(...)
      officePerson.setEmail(officePerson.new Email("josserchai","yahoo.com"));
       officePerson.show();
    }
     public static void main(String[] args) {
      Layer layer = new Layer();
      layer.testFunction();
     }
}
 
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