C# Java 內部類之間的比較

C# Java 內部類之間的比較

　　一、引言

　嚴格來說，C#並沒有“內部類”這個概念，它應該叫做“嵌套類” (Nested Class)。下面先看一段Cclass Outer
{
    void Print()
    {
        Console.WriteLine("Hello World!");
    }
    class Inner
    {
        void Show()
        {
            Print();
        }
    }
}

　　遺憾的是，這一段代碼不能通過編譯。編譯器會產生如下錯誤：無法通過嵌套類型“Outer.Inner”來訪問外部類型“Outer”的非靜態成員。

　　將這一段代碼複製到Java中：

class Outer
{
    void Print()
    {
        System.out.println("Hello World!");
    }
    class Inner
    {
        void Show()
        {
            Print();
        }
    }
}

　　發現不報錯。爲什麼Java不報錯而C#報錯呢？兩種語言對待這種“類中類”，其處理方式有什麼差別？這是我接下來想探討的問題。

　　二、C#中的嵌套類

　　從上面的例子我們至少可以看出一點：在C#中，類裏面定義一個新類，和外部的類是沒有任何關係的。雖然Inner類定義在Outer中，但是不能訪問Outer中的成員，此時，Outer更加像一個命名空間。我們可以用諸如Outer.Inner i = new Outer.Inner();之類的語句來實例化一個Inner對象。

　　甚至可以在C#中加入一個嵌套靜態類：

class Outer
{
    static class Inner
    {
        public static int i = 0;
        public static void Increase()
        {
            i++;
            Console.WriteLine(i);
        }
    }
    static void Main(string[] args)
    {
        Outer.Inner.Increase();
    }
}

　　Outer在Main方法中的作用，和命名空間沒有多大差別。

　　因爲C#中的嵌套類邏輯如此簡單，所以一切都是“理所當然”的，書中不會提及太多。順便說一下，隨着var關鍵字的引入，C#是支持匿名類的，例如語句var A = new { a = 3 } ;創建了一個匿名類的對象，此對象裏有一個Int32成員a，被賦予初值3。

　　以上的特性，在Java程序中就完全不一樣了。

　　三、Java中的內部類(Enclosing Type)

　　在第一點的Java代碼段中，我們瞭解到，內部類Inner可以調用外部類的方法，這種行爲我們叫做“閉包”(Enclosure)，也就是。創建內部類的對象的我是這樣理解的：在創建了內部類後，編譯器同時還創建了一個“隱藏的引用”（姑且叫它爲Outer.this）。在最開始的例子中，我們調用Inner的Print方法時，其實調用的是Outer.this.Print。因爲這樣的特性，Java中的內部類理解起來會比C#要麻煩。

　　我們在C#中新建一個嵌套類的對象，可以用以下語句：

Outer.Inner i = new Outer.Inner();

　　但是，我們不能用這種方式在Java中實例化一個內部類。其原因是，既然內部類中包含了一個外部類的引用，那麼我們在創建內部類實例的時候，就必須要指明外部類的實例的。我們用以下特殊的語法：

Outer o = new Outer();
Outer.Inner i = o.new Inner();

　　首先，我們定義了一個外部類的實例o，然後我們必須要用.new方式來創建內部類的實例：o.new Inner()，並且需要注意的是，不能寫成o.new Outer.Inner()，否則編譯器會報錯。

　　如果我們需要在內部類中返回外部類的實例，要用[外部類名].this。如上面的兩行代碼，如果我需要在Inner類中返回外部類實例o，需要寫成：

return Outer.this;

　　你可以在類中嵌套若干層內部類，可以在任意一層調用外部類的成員。若內部類的層次之上存在同名成員，它會返回裏內部類最近的那一層的成員。Java對內部類的限制很少，甚至可以在方法體中定義一個內部類。

　　四、Java中的匿名類

　　Java中的匿名類和C#中的匿名類不同。Java中的匿名類要以某個類爲基類進行擴展。例如以下Java代碼段：

class Main
{
	class A {}
	public A test(){
		return new A(){
			{ num = 5; }
			void run(){}
			int num;
			int num2 = 3;
		};
	}
	public static void main(String[] args) {}
}

　　這個代碼風格在C#中很奇怪，下面簡單講解以下。return new A() { 表示創建一個繼承於A的一個匿名類（也就是我們不知道這個類叫做什麼名字），類的成員聲明是A()後的花括號{}所包圍的部分。 { num = 5; } 表示的是這個匿名類的構造方法 （因爲匿名類沒有名字，所以只需要用花括號包圍起來）。test方法最終返回了一個向上轉型爲A類型的匿名類，這個類只能在test方法中存在，不得超出其域。

　　如果想通過傳參的方式給匿名類中的成員賦值，參數必須final的。例如下面的代碼：

class Main
{
	class A {}
	public A test(final int i){
		return new A(){
			int num = i;
		};
	}
	public static void main(String[] args) {}
}

　　如果把final去掉，將會得到一個編譯錯誤。

　　上段代碼等效爲：

class Main
{
	class A {}
	public A test(final int i){
		class TempClass extends A {
			int num = i;
		}
		return new TempClass();
	}
	public static void main(String[] args) {}
}

　　五、Java中的嵌套類

　　有了以上基礎，理解Java中的嵌套類(nested class)就很容易了。Java的嵌套類就是C#的嵌套類。Java中定義嵌套類的方法是將內部類聲明爲static的。無論是C#還是Java，一旦一個類是一個嵌套類，它將無法訪問外部類的非靜態成員。作爲一個Java的內部類，不得包含static成員和方法，但是嵌套類是可以的。