内部类

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在 Java 程序中，通常情况下，我们把不同的类组织在不同的包下面，对于一个包下面的类来说，它们是在同一层次，没有父子关系：

java.lang
├── Math
├── Runnable
├── String
└── ...

还有一种类，它被定义在另一个类的内部，所以称为内部类（Nested Class）。Java 的内部类分为好几种，通常情况用得不多，但也需要了解它们是如何使用的。

如果一个类定义在另一个类的内部，这个类就是 Inner Class：

class Outer {class Inner {// 定义了一个 Inner Class
    }
}

上述定义的 Outer 是一个普通类，而 Inner 是一个 Inner Class，它与普通类有个最大的不同，就是 Inner Class 的实例不能单独存在，必须依附于一个 Outer Class 的实例。示例代码如下：

// inner class
public class Main {public static void main(String[] args) {Outer outer = new Outer("Nested"); // 实例化一个 Outer
        Outer.Inner inner = outer.new Inner(); // 实例化一个 Inner
        inner.hello();}
}

class Outer {private String name;

    Outer(String name) {this.name = name;
    }

    class Inner {void hello() {System.out.println("Hello," + Outer.this.name);
        }
    }
}

观察上述代码，要实例化一个 Inner，我们必须首先创建一个Outer 的实例，然后，调用 Outer 实例的 new 来创建 Inner 实例：

Outer.Inner inner = outer.new Inner();

这是因为 Inner Class 除了有一个 this 指向它自己，还隐含地持有一个 Outer Class 实例，可以用 Outer.this 访问这个实例。所以，实例化一个 Inner Class 不能脱离 Outer 实例。

Inner Class 和普通 Class 相比，除了能引用 Outer 实例外，还有一个额外的“特权”，就是可以修改 Outer Class 的 private 字段，因为 Inner Class 的作用域在 Outer Class 内部，所以能访问 Outer Class 的 private 字段和方法。

观察 Java 编译器编译后的 .class 文件可以发现，Outer类被编译为 Outer.class，而Inner 类被编译为Outer$Inner.class。

还有一种定义 Inner Class 的方法，它不需要在 Outer Class 中明确地定义这个 Class，而是在方法内部，通过匿名类（Anonymous Class）来定义。示例代码如下：

// Anonymous Class
public class Main {public static void main(String[] args) {Outer outer = new Outer("Nested");
        outer.asyncHello();}
}

class Outer {private String name;

    Outer(String name) {this.name = name;
    }

    void asyncHello() {Runnable r = new Runnable() {@Override
            public void run() {System.out.println("Hello," + Outer.this.name);
            }
        };
        new Thread(r).start();}
}

观察 asyncHello() 方法，我们在方法内部实例化了一个 Runnable。Runnable 本身是接口，接口是不能实例化的，所以这里实际上是定义了一个实现了 Runnable 接口的匿名类，并且通过 new 实例化该匿名类，然后转型为Runnable。在定义匿名类的时候就必须实例化它，定义匿名类的写法如下：

Runnable r = new Runnable() {// 实现必要的抽象方法...
};

匿名类和 Inner Class 一样，可以访问 Outer Class 的 private 字段和方法。之所以我们要定义匿名类，是因为在这里我们通常不关心类名，比直接定义 Inner Class 可以少写很多代码。

观察 Java 编译器编译后的 .class 文件可以发现，Outer类被编译为Outer.class，而匿名类被编译为Outer$1.class。如果有多个匿名类，Java 编译器会将每个匿名类依次命名为Outer$1、Outer$2、Outer$3……

除了接口外，匿名类也完全可以继承自普通类。观察以下代码：

// Anonymous Class
import java.util.HashMap;

public class Main {public static void main(String[] args) {HashMap<String, String> map1 = new HashMap<>();
        HashMap<String, String> map2 = new HashMap<>() {}; // 匿名类!
        HashMap<String, String> map3 = new HashMap<>() {
            {put("A", "1");
                put("B", "2");
            }
        };
        System.out.println(map3.get("A"));
    }
}

map1是一个普通的 HashMap 实例，但 map2 是一个匿名类实例，只是该匿名类继承自 HashMap。map3 也是一个继承自 HashMap 的匿名类实例，并且添加了 static 代码块来初始化数据。观察编译输出可发现 Main$1.class 和Main$2.class两个匿名类文件。

最后一种内部类和 Inner Class 类似，但是使用 static 修饰，称为静态内部类（Static Nested Class）：

// Static Nested Class
public class Main {public static void main(String[] args) {Outer.StaticNested sn = new Outer.StaticNested();
        sn.hello();}
}

class Outer {private static String NAME = "OUTER";

    private String name;

    Outer(String name) {this.name = name;
    }

    static class StaticNested {void hello() {System.out.println("Hello," + Outer.NAME);
        }
    }
}

用 static 修饰的内部类和 Inner Class 有很大的不同，它不再依附于 Outer 的实例，而是一个完全独立的类，因此无法引用 Outer.this，但它可以访问Outer 的private静态字段和静态方法。如果把 StaticNested 移到 Outer 之外，就失去了访问 private 的权限。

Java 的内部类可分为 Inner Class、Anonymous Class 和 Static Nested Class 三种；

Inner Class 和 Anonymous Class 本质上是相同的，都必须依附于 Outer Class 的实例，即隐含地持有 Outer.this 实例，并拥有 Outer Class 的 private 访问权限；

Static Nested Class 是独立类，但拥有 Outer Class 的 private 访问权限。

正文完

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