怎么理解Java编程中的内部类

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内部类：在其它类内定义的类，不同于组合。虽然看上去象某种代码隐藏机制，但可以实现更多功能 -了解包含它的类并可与之交换数据，而且内部类的代码可以更优雅、清晰。

内部类定义：包含在其它类内。使用与非内部类没有太大区别。

典型用法：outer class通过方法返回inner class的引用。

区别之一：内部类名嵌套在外部类（outer class）内，在Out class的non-static方法之外用OuterClassName.InnerClassName的形式定义内部类对象。

注意，非static内部类只能在Out class的non-static方法中生成对象；在其它类中，也必须使用Out class的外部类对象实例。这就保证了下面所说的链接问题。

区别之二：内部类可以为private和protected。

Inner Class只是一种名称隐藏（name-hiding）和组织代码方式？NO。

内部类对象有一个到创建它的外部类对象的链接（link to the enclosing object that made it），因而可以直接的、没有任何限制地访问该外部类对象的成员，而且内部类可以访问outer class的所有成员（包括private）（C++的嵌套类没有这个特性）；而outer class访问inner class的成员，必须创建Inner class的对象，可以访问任何成员（包括private）。

内部类对象中隐式包含了一个外部类对象的引用。内部类对象构建需要outer class对象的引用，如果没有，编译报错（非静态inner class）。

.this和.new：前者用来返回Outer class引用，编译期可知道和检查正确类型，无运行时开销；后者用来由outer class对象创建其内部类的对象，OutClassObject.new InnerClassName ()（注意，不能用outClassObj.new OutClassName.InnerClassName()）。

嵌套类（nested class）：static inner class，其对象创建不需要outer class对象引用，也可在static方法中创建。

内部类与upcasting

类实现了接口（interface），其它方法就可以用该interface作为参数，而不一定必须用该类（包括类对象定义）（类似继承）。可以利用upcasting->interface。

upcasting内部类->基类或者接口（尤其是后者），使内部类有了用武之地。实现接口内部类可以完全不可见、不可用（通过private或protected），所获得的只是基类或接口的引用（通过private，无法进行downcasting，protected，同一个包内，或者继承类可以进行downcasting），方便隐藏实现细节。

接口成员自动为public

private内部类可以阻止任何依赖于类型的代码，进行所有实现细节的隐藏。而且，扩展接口也没有任何意义，因为无法访问pubic接口之外的方法，这可以使JAVA产生更有效率的代码 。

inner class可以在任意作用域内定义（如方法内）。

两个理由：1. 实现一个接口

2. 需要一个不公开的类辅助解决复杂的问题

inner class形式

1. 方法内的内部类； 2. 方法中的一个作用域内的内部类； 3. 实现接口的匿名内部类； 4. 继承的匿名内部类（基类含有参的构造器）； 4. 进行成员初始化的匿名内部类； 5. 使用实例初始化块进行构造的匿名内部类（匿名类没有构造器）。

局部内部类（local inner class） ：在方法内或方法的一个作用域中定义的内部类。局部内部类在域外不可见并不代表其对象也不可用。条件域内定义的内部类不代表它是条件创建的。

匿名内部类（anonymous inner class） ：new T(){...}; {...}为匿名内部类的定义，"；"不可少（；只是该语句的结束，而不是用来表示匿名内部类的结束，所以没有什么特殊的地方），创建一个继承自T的匿名类的对象，得到的引用可自动upcast to T。是前面定义内部类的一种简写，只是该类没有名称。

前面是基类构造器为默认构造器的情况，当基类构造器有参数时：new T(args){...};此时会调用基类相应构造器。

匿名内部类初始化 ：当需要用到外部定义类的对象时，传递的引用参数必须为final，否则编译报错；匿名类不能有命名的构造器（当然不能，类本身就没有名字），可以通过实例初始化（instance initialization）来完成构造器的功能。由于实例初始化不能重载（不代表只能有一个Instance initialization clause），所以匿名内部类只能有一个构造器。

匿名内部类只能在继承类和实现接口中2选一，且只能实现一个接口。

prefer classes to interfaces. （宁愿选择类，而不是接口？）

嵌套类（nested class）：static inner class。有点类似C++嵌套类的概念，但Java的嵌套类可以访问outer class的所有成员（包括private，当然只能通过外部类对象访问non-static成员）。

1. 不需要通过outer class对象来创建嵌套类对象(.new不可用？)；

2. 不能通过嵌套类对象访问non-static outer class对象(意思是像非嵌套类那样直接访问)；

3. 嵌套类对象中不包含outer class对象引用(.this不可用)。

4. 非嵌套内部类不能有static成员、方法和嵌套类（fields、methods级别必须与class本身一致，non-static不能含有static，non-static、static内可以含有non-static）。

嵌套类可以位于接口内部，不违反接口的规则（不能定义接口实例？），只代表把嵌套类位于接口的命名空间下，位于接口内部的类自动为public static（public嵌套类），而且嵌套类本身就可以实现该接口，好处在于可以在嵌套类内编写该接口所有实现中都要用到的代码。

嵌套类的另一个用途：编写测试代码。 为每个类编写main函数增加代码长度，可以把main放在嵌套类内，要测试该类运行该嵌套类即可；而在发布的时候只要在打包前简单的删除该嵌套类的.class文件即可。

多重嵌套的类（non-static和static）可以没有限制的访问任何外层类的所有对象。

为什么用内部类？

不是总是直接和接口打交道，有时候需要用的是接口的实现。（可以实现多个接口，但不能继承多个类）

理由：每个内部类可以独立继承自一个实现，不受outer class是否已经继承另一实现的限制。从效果上来说，inner class提供了多继承（multiple-inheritance，继承自多个类）的能力，提供了另一种实现多个接口的方法（相比多继承，这个似乎没那么重要，因为多继承只能通过内部类来实现）。

额外特性：

1. 内部类可以有多个实例，每个实例可以拥有独立于outer class对象的不同信息；

2. 一个outer class可以有多个内部类，每个内部类可以以不同的方式实现同一个接口或者继承同一个类（参见习题22，两个内部类不同方式实现同一个接口，只有内部类才能完成这些）；

3. 内部类实例创建时间并不受到外部类对象创建的限制；

4. 用内部类不会制造"is-a"关系的混乱，每个内部类都是个实体。

闭包（closure）和回调（callback）

闭包是一种可调用的对象，它记录了来自创建它的作用域的一些信息。

内部类是一种面向对象的闭包，不仅包含了外部类的信息，而且通过包含一个指向外部类对象的引用，可以操作所有成员，包括private。

回调，通过其它对象携带的信息，可以在稍后的某个时刻调用初始对象。

Java不支持指针类型，不能通过指针来实现回调。但内部类提供的闭包是种比较好的解决方案，更灵活，更安全（参见例callbacks）。

private class Closure implements Incrementable {       public void increment() {       // Specify outer-class method, otherwise       // you’d get an infinite recursion:           Callee2.this.increment();       }   }

回调的价值在于灵活性，可以在运行时决定需要调用的方法。 GUI编程将体现得更明显。

内部类与控制框架（control frameworks）

一个应用程序框架（application framework）是指一个用来解决一个特定类型问题的类或类的集合。典型的应用方法是，继承其中一个或多个类，重写某些方法。重写方法的代码将通用解决方案特殊化，来解决特定问题。例如模板函数模式。 设计模式将不变的和变化的事情分开。

控制框架是用来响应事件的一类特殊的应用程序框架 。主要用来响应事件的系统称为事件驱动系统（event-driven system），如GUI。

内部类使得控制框架的创建和使用变得简单 。控制框架本身不包括要控制的事物的特定信息。这些信息在继承过程中，由算法的action()部分实现时提供。控制框架中变化的事情是各种事件对象的不同action，这通过创建不同event继承类来实现。(例event)

控制事件用abstract类代替接口？

内部类在控制框架中两个作用：

1. 用来表示解决问题所需的各种不同的action()。

2. 内部类可以直接访问外部类的所有成员，因而使得实现变得更灵活。

参见greenhouse（温室）的例子。

内部类的继承

内部类指向outer class object的引用必须初始化，而在它的继承类中并不存在要联接的缺省对象，必须使用特殊的语法明确指出这种关联。

继承自内部类的类构造器不能是默认构造器，要有个outer class的引用作为参数，而且必须加上enclosingClassReference.super()；语句，编译才能通过。

内部类能override？继承outer class，像重写方法一样重写内部类并不起作用，此时两个内部类只是两个独立的实体。可以显式指定内部类的继承关系，然后通过复写base inner class的方法，来实现多态。 参见例BigEgg2.

//: innerclasses/BigEgg2.java   // Proper inheritance of an inner class.   import static net.mindview.util.Print.*;   class Egg2 {       protected class Yolk {         public Yolk() { print("Egg2.Yolk()"); }         public void f() { print("Egg2.Yolk.f()");}   }       private Yolk y = new Yolk();       public Egg2() { print("New Egg2()"); }       public void insertYolk(Yolk yy) { y = yy; }       public void g() { y.f(); }   }   public class BigEgg2 extends Egg2 {       public class Yolk extends Egg2.Yolk {           public Yolk() { print("BigEgg2.Yolk()"); }           public void f() { print("BigEgg2.Yolk.f()"); }   }       public BigEgg2() { insertYolk(new Yolk()); }       public static void main(String[] args) {           Egg2 e2 = new BigEgg2();           e2.g();   }   } /* Output:   Egg2.Yolk()   New Egg2()   Egg2.Yolk()   BigEgg2.Yolk()   BigEgg2.Yolk.f()   *///:~

局部内部类

局部内部类（local inner class）不能有访问限定符；有访问局部final变量和outer class所有类的权限；可以有命名的构造器；在方法外不能访问。

绝大部分情况下，可以用匿名类来替代局部内部类，除非：

1. 需要命名的构造器，或者需要重载构造器

2. 需要多个内部类的对象

此时就要用Local Inner class。

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