技术标签: jvm java servlet Java进阶 后端 内部类 # 进阶知识 开发语言
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当一个类的内部又完整地嵌套了另一个类时,被嵌套于内部的“内核”我们称之为“内部类”(inner class);而包含该内部类的“外壳”我们称之为“外部类”(outer class)。内部类最大的特点就是可以直接访问私有属性,并且可以体现出类与类之间的包含关系。PS : 底层源码中往往含有大量的内部类。
内部类是类的第五大成员,其他四个分别是属性,方法,构造器,代码块。
如上面概念图所示 :
class 外部类类名 {
class 内部类类名 {
class 内部类的内部类类名 {
//......
}
}
}
class 外部其他类类名 {
}
类的五大成员简单演示 :
package knowledge.inner.introduction;
public class Demo {
//1.properties
public static final int temp = 5;
private String string = "temp_string";
//2.methods
public String getString() {
return string;
}
public static int tempSum(int parameter) {
return temp + parameter;
}
//3.constructor
public Demo() {
}
//4.code block
{
System.out.println("This is the non-static code block of the Demo class.");
}
//5.inner class
class Inner_demo {
class Inner_inner_demo {
//......
}
}
}
class Other {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("temp = " + Demo.temp);
System.out.println("temp + actual parameter = " + Demo.tempSum(11));
System.out.println("temp_string = " + new Demo().getString());
}
}
运行结果 :
成员内部类指定义在外部类的成员位置,并且非static修饰的内部类。
1°成员内部类可以直接访问外部类的所有成员,包含私有成员。
2°成员内部类本身可以添加任意访问修饰符,因为它本身属于外部类的一个成员,地位同成员变量,成员方法等相当。
3°作用域——在整个外部类中均可以使用。
4°成员内部类与其外部类之间的访问关系——
成员内部类可直接访问其外部类所有成员。
外部类在满足成员内部类作用域(整个外部类中)的前提下,可以通过创建成员内部类对象的方式来调用成员内部类中的成员。
5°外部其他类想访问成员内部类有两种方式——
第一种方式 :
外部类类名 引用变量1 = new 外部类类名();
外部类类名.内部类类名 引用变量2 = 引用变量1.new 内部类类名();
//引用变量2 此时已经指向了一个成员内部类对象。
第二种方式 :
外部类类名 引用变量1 = new 外部类类名();
//在成员内部类的外部类中定义一个方法来返回一个内部类实例。将该方法暂且称作“instance方法”。
外部类类名.内部类类名 引用变量2 = 引用变量1.instance方法;
//引用变量2 此时已经指向了一个成员内部类对象。
PS : 链式编程形式 :
即第二种方式的链式编程:
//在成员内部类的外部类中定义一个方法来返回一个内部类实例。
外部类类名.内部类类名 引用变量 = new 外部类类名().instance方法;
PS : 如果没有添加“外部类类名.”前缀,jvm将无法识别成员内部类。
1°外部类访问成员内部类的演示 :
package knowledge.oop.inner.member;
public class Fruit {
public class Grape { //成员内部类
private String name = "grape";
}
public void showName() {
Grape grape = new Grape();
System.out.println("Grape's name = " + grape.name);
}
}
class Test {
public static void main(String[] args) {
Fruit fruit = new Fruit();
fruit.showName();
}
}
运行结果 :
2°外部其他类访问成员内部类的三种方式演示 :
package knowledge.oop.inner.member;
public class Fruit { //外部类
public class Grape { //成员内部类
private String name = "grape";
public String getName() {
return name;
}
}
public Grape getGrapeInstance() {
return new Grape();
}
}
class People { //外部其他类
public void eatGrape() {
//方式一
Fruit fruit = new Fruit();
Fruit.Grape grape_0 = fruit.new Grape();
System.out.println("Grape's name = " + grape_0.getName());
//方式二
Fruit.Grape grape_1 = fruit.getGrapeInstance();
System.out.println("Grape's name = " + grape_1.getName());
//方式三 即方式二的链式编程形式。
Fruit.Grape grape_2 = new Fruit().getGrapeInstance();
System.out.println("Grape's name = " + grape_2.getName());
}
}
class Test {
public static void main(String[] args) {
People people = new People();
people.eatGrape();
}
}
运行结果 :
静态内部类就是在成员内部类的基础上添加了static修饰符。
1°静态内部类可以直接访问外部类的所有静态成员,包含私有成员。但不能访问非静态成员。
2°静态内部类本身可以添加任意访问修饰符,因为它本身属于外部类的一个成员,地位同成员变量,成员方法等相当。
3°作用域——在整个外部类中均可以使用。
4°静态内部类与其外部类之间的访问关系——
静态内部类可直接访问其外部类所有静态成员。
外部类在满足静态内部类作用域(整个外部类中)的前提下,可以通过创建静态内部类对象的方式来调用静态内部类中的成员。
5°外部其他类想访问静态内部类有两种方式——
第一种方式 :
外部类类名.内部类类名 引用变量2 = new 外部类类名.内部类类名();
//注意等号右侧,与成员内部类不同的是 : 静态内部类可以直接通过“类型.”的形式调用。
第二种方式 :
外部类类名 引用变量1 = new 外部类类名();
//在静态内部类的外部类中定义一个方法来返回一个内部类实例。将该方法暂且称作“instance方法”。
外部类类名.内部类类名 引用变量2 = 引用变量1.instance方法;
//或者也可以将instance方法设置为静态方法
//外部类类名.内部类类名 引用变量3 = 外部类类名.instance方法;
1°外部类访问静态内部类的演示 :
package knowledge.oop.inner.staticinner;
public class Animal {
public static class Fish {
public void swim() {
System.out.println(" : \"I like swim.\"");
}
}
public void skill() {
Fish fish = new Fish();
fish.swim();
}
}
class Test {
public static void main(String[] args) {
Animal animal = new Animal();
animal.skill();
}
}
运行结果 :
2°外部其他类访问静态内部类的两种方式演示 :
package knowledge.oop.inner.staticinner;
public class Animal { //外部类
public static class Fish { //静态内部类
public void swim() {
System.out.println(" : \"I like swim.\"");
}
}
public static Fish getFishInstance() { //静态就通过类名调用
return new Fish();
}
//public Fish getFishInstance() { return new Fish(); } //非静态就通过对象调用
}
class People { //外部其他类
public void eatFish() {
//方式一 :
Animal.Fish fish = new Animal.Fish();
fish.swim();
//方式二 :
Animal.Fish fish_EX = Animal.getFishInstance();
fish_EX.swim();
}
}
class Test {
public static void main(String[] args) {
People people = new People();
people.eatFish();
}
}
运行结果 :
局部内部类(有类名)定义在外部类的局部位置,通常定义在方法体中。局部内部类的本质仍然是一个类,因此它也可以有自己的成员。
1°局部内部类可以直接访问外部类的所有成员,包含私有成员。
2°局部内部类前不可添加访问权限修饰符。因为它的地位与局部变量相当,而局部变量是没有访问权限修饰符的。但是,就像局部变量可以使用final关键字一样,局部内部类也可用final修饰,同样,作为一个类,局部内部类被final修饰后不能在作用域内被继承。
3°作用域——仅仅作用于该局部内部类所在的方法体或者代码块中。
4°局部内部类与其外部类之间的访问关系——
局部内部类可直接访问其外部类所有成员。
外部类在满足局部内部类作用域的前提下,可以通过创建内部类对象的方式来调用内部类中的成员。
5°外部其他类不能访问局部内部类。
6°当局部内部类与其外部类出现“强龙地头蛇”布局定式时,默认强龙不压地头蛇(就近原则)。如果想在局部内部类中访问其外部类的重名成员,则可以使用"外部类名.this.成员" 的形式去访问。其中,重点在于this,表明它是一个对象,前面的外部类名前缀只是标明了“是外部类的this对象”。
package knowledge.inner.locality;
public class Fruit {
private String name = "fruit";
public static void juice() {
System.out.println("美汁汁儿~");
}
public void test() {
final class Grape {
private String name = "grape";
public void relationship() {
System.out.println(this.name + " belongs to " + Fruit.this.name);
juice(); //invoke directly
}
}
new Grape().relationship();
/* class SunshineRose extends Grape {
//Grape类被final关键字修饰,因此不能被继承。
}*/
}
}
class test {
public static void main(String[] args) {
Fruit fruit = new Fruit();
fruit.test();
}
}
运行结果 :
匿名内部类在底层源码中用到很多,所以匿名内部类是四种内部类中最重要的一个。匿名内部类也定义在外部类的局部位置,如方法体中。需要注意的是,匿名内部类无显式的类名,意思就是你看不到匿名内部类的类名,但是系统会自动为它分配类名。(联系之前的匿名对象)
匿名内部类的定义格式如下 :
new 类或接口名(形参列表) { //形参列表最后传给了非抽象类的构造器。
//类体(可以在类体中实现接口中的抽象方法)
};
举个例子——定义Phone类去实现Use接口 :
package knowledge.oop.inner.anonymous;
public interface Usb {
public abstract void connect();
}
class Phone implements Usb {
@Override
public void connect() {
System.out.println("Your phone has been connected successfully.");
}
public static void main(String[] args) {
Usb usb = new Phone();
usb.connect();
}
}
运行结果 :
以上是传统的方式——写一个类--> 实现目标接口 --> 创建实现类对象 --> 调用实现后的方法。
如果现在提出这么一个需求 : 要求Phone类只使用一次,使用一次后便不再使用了。显然传统方式无法满足需求,Phone类一直在那儿放着;如果这种类似的需求有很多,使用传统的方式会极大增加开发的复杂度。
现在给出解决方案,使用匿名类,如下 :
package knowledge.oop.inner.anonymous;
public interface Usb {
public abstract void connect();
}
class Solution {
public void invoke_usb() {
Usb phone = new Usb() { This an anonymous class.
@Override
public void connect() {
System.out.println("Phone connected the USB interface successfully.");
}
}; //Don's forget the last semicolon.
phone.connect();
}
}
class Test {
public static void main(String[] args) {
Solution solution = new Solution();
solution.invoke_usb();
}
}
运行结果 :
使用匿名内部类可以简化开发。
此时,对于phone引用来讲,它的编译类型是Usb型,也就是Usb接口,而它的运行类型是匿名内部类。该匿名内部类此时的默认类名是“外部类类名 + $1"。($1是按照匿名内部类的定义顺序来编号的)。如下 :
其实底层就相当于这么写 :
class Solution$1 implements Usb {
@Override
public void connect() {
System.out.println("Phone connected the USB interface successfully.");
}
}
JDK底层在遇到匿名内部类以后,会先在底层创建这么个类以实现接口,然后直接new出了一个匿名内部类对象,又把对象的地址值返回给了当前引用。当然,匿名内部类使用一次后就没有了,想再new一个匿名内部类对象是做不到的。
在以上代码的基础上,增加一个Electronics类(电子产品类)。如下 :
package knowledge.oop.inner.anonymous;
public interface Usb {
public abstract void connect();
}
class Electronics {
public Electronics() {}
public void energy() {}
}
class Solution {
public void invoke_usb() {
Usb phone = new Usb() {
@Override
public void connect() {
System.out.println("Phone connected the USB interface successfully.");
}
}; //Don's forget the last semicolon.
phone.connect();
System.out.println("phone引用的运行类型是:" + phone.getClass());
System.out.println();
Electronics mobile = new Electronics() {
@Override
public void energy() {
System.out.println("Of course the phone needs electricity.");
}
}; //Don't forget the last semicolon.
mobile.energy();
System.out.println("mobile引用的运行类型是:" + mobile.getClass());
}
}
class Test {
public static void main(String[] args) {
Solution solution = new Solution();
solution.invoke_usb();
}
}
运行结果 :
注意看第二个匿名内部类的类名,编号改为了$2。
基于类的匿名内部类与基于接口的匿名内部类底层逻辑类似。如下 :
class Solution$2 extends Electronics {
@Override
public void energy() {
System.out.println("Of course the phone needs electricity.");
}
}
匿名内部类的调用方式有两种——
一种就如我们上面举得栗子。先创建一个引用来接收匿名内部类的对象,在通过引用来调用匿名内部类中实现或者是重写后的方法。还有一种就是不做接收,直接在匿名内部类后面通过“.”的形式来调用方法。(∵根据底层的操作来看,最终返回的就是一个匿名内部类的对象,即把它当成对象看待。)
仍然以上面代码为例,仅改变第二个匿名内部类Solution$2的调用方式。如下图所示 :
运行结果 :
1°匿名内部类可以直接访问外部类的所有成员,包含私有成员。
2°匿名内部类前不可添加访问权限修饰符。因为它的地位与局部变量相当,而局部变量是没有访问权限修饰符的。
3°作用域——仅仅作用于该匿名内部类所在的方法体或者代码块中。
4°外部其他类不能访问匿名内部类。
5°当匿名内部类与其外部类出现“强龙地头蛇”布局定式时,默认强龙不压地头蛇(就近原则)。如果想在匿名内部类中访问其外部类的重名成员,则可以使用"外部类名.this.成员" 的形式去访问。
6.匿名内部类从里面看,它的本质也是一个类,我们可以在类体中定义它自己的成员;但是从外面看,匿名内部类的本质是一个对象,因为底层在创建匿名内部类后直接new出了一个对象,因此实际上你可以直接把它当作一个对象来使用。
Δ匿名内部类和局部内部类的主要区别是——两者的调用方式不同。
在接口多态参数的基础上(接口类型作为形参),传递实参时以匿名内部类作为实参,可以极大地简化代码。
以接口多态参数中的Usb接口等为例,不一样的是,不再创建Phone类,Mouse类等实现类;而是在传递实参时,直接将它们写成匿名内部类的形式。代码如下 :
package knowledge.oop.inner.application;
public interface Usb {
void connect();
}
class ConnectUsb {
public void connect(Usb usb) {
usb.connect();
}
}
class Test {
public static void main(String[] args) {
ConnectUsb connectUsb = new ConnectUsb();
connectUsb.connect(new Usb() {
@Override
public void connect() {
System.out.println("平板已连接USB接口。");
}
});
connectUsb.connect(new Usb() {
@Override
public void connect() {
System.out.println("手机已连接usb接口");
}
});
connectUsb.connect(new Usb() {
@Override
public void connect() {
System.out.println("鼠标已连接usb接口");
}
});
connectUsb.connect(new Usb() {
@Override
public void connect() {
System.out.println("键盘已连接usb接口");
}
});
}
}
运行结果 :
System.out.println("END---------------------------------------------");
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