10、第十一章内部类

一个定义在另一个类中的类,叫作内部类。

链接外部类

内部类是一种名字隐藏和组织代码的模式。

内部类拥有其外围类的所有元素的访问权。

内部类 .this 和 .new的使用

this:

public DotThis outer() {
	return DotThis.this;
}

new:

DotNew dn = new DotNew();
DotNew.Inner dni = dn.new Inner();

在拥有外部类对象之前是不可能创建内部类对象的。这是因为内部类对象会暗暗地连接到建它的外部类对象上。但是,如果你创建的是嵌套类(静态内部类),那么它就不需要对外部类对象的引用。

内部类方法和作用域

可以在一个方法里面或者在任意的作用域内定义内部类。

匿名内部类

匿名内部类与正规的继承相比有些受限,因为匿名内部类既可以扩展类,也可以实现接口,但是不能两者兼备。而且如果是实现接口,也只能实现一个接口。

嵌套类

如果不需要内部类对象与其外围类对象之间有联系,那么可以将内部类声明为 static,这通常称为嵌套类。

嵌套类意味着:

1、 要创建嵌套类的对象,并不需要其外围类的对象;
2、 不能从嵌套类的对象中访问非静态的外围类对象;

普通内部类的字段与方法,只能放在类的外部层次上,所以普通的内部类不能有 static 数据和 static 字段,也不能包含嵌套类。但是嵌套类可以包含所有这些东西

接口内部的类

嵌套类可以作为接口的一部分。你放到接口中的任何类都自动地是 public 和 static 的。因为类是 static 的,只是将嵌套类置于接口的命名空间内,这并不违反接口的规则。你甚至可以在内部类中实现其外围接口。

从多层嵌套类中访问外部类的成员

一个内部类被嵌套多少层并不重要——它能透明地访问所有它所嵌入的外围类的所有成员。

为什么需要内部类

使用内部类最吸引人的原因:
每个内部类都能独立地继承自一个(接口的)实现,所以无论外围类是否已经继承了某个(接口的)实现,对于内部类都没有影响。

如果没有内部类提供的、可以继承多个具体的或抽象的类的能力,一些设计与编程问题就很难解决。从这个角度看,内部类使得多重继承的解决方案变得完整。接口解决了部分问题,而内部类有效地实现了“多重继承”。也就是说,内部类允许继承多个非接口类型。

闭包与回调

闭包(closure)是一个可调用的对象,它记录了一些信息,这些信息来自于创建它的作用域。通过这个定义,可以看出内部类是面向对象的闭包,因为它不仅包含外围类对象(创建内部类的作用域)的信息,还自动拥有一个指向此外围类对象的引用,在此作用域内,内部类有权操作所有的成员,包括 private 成员。

在Java 8 之前,生成闭包行为的唯一方式就是内部类。在 Java 8 之后,我们可以使用 lambda 表达式来生成闭包行为,并且语法更加精细和简洁。

内部类与控制框架

应用程序框架(application framework)就是被设计用以解决某类特定问题的一个类或一组类。要运用某个应用程序框架,通常是继承一个或多个类,并覆盖某些方法。在覆盖后的方法中,编写代码定制应用程序框架提供的通用解决方案,以解决你的特定问题。

控制框架是一类特殊的应用程序框架,它用来解决响应事件的需求。主要用来响应事件的系统被称作事件驱动系统。应用程序设计中常见的问题之一是图形用户接口(GUI),它几乎完全是事件驱动的系统。

继承内部类

因为内部类的构造器必须连接到指向其外围类对象的引用,所以在继承内部类的时候,事情会变得有点复杂。问题在干,那个指向外围类对象的“秘密的”引用必须被初始化,而在派生类中不再存在可连接的默认对象。

class WithInner {
    class Inner {}
}
public class InheritInner extends WithInner.Inner {
    //- InheritInner() {} // Won't compile
    InheritInner(WithInner wi) {
        wi.super();
    }
    public static void main(String[] args) {
        WithInner wi = new WithInner();
        InheritInner ii = new InheritInner(wi);
    }
}

局部内部类

局部内部类的名字在方法外是不可见的,那为什么我们仍然使用局部内部类而不是匿名内部类呢?唯一的理由是,我们需要一个已命名的构造器,或者需要重载构造器,而匿名内部类只能用于实例初始化。

所以使用局部内部类而不使用匿名内部类的另一个理由就是,需要不止一个该内部类的对象。

内部类标识符

编译后每个类都会产生一个.class 文件,其中包含了如何创建该类型的对象的全部信息(此信息产生一个"meta-class",叫做 Class 对象)。

类文件的命名有严格的规则:外围类的名字,加上“$",再加上内部类的名字。例如,LocalInnerClass.java 生成的 .class 文件包括:

Counter.class
LocalInnerClass$1.class
LocalInnerClass$1LocalCounter.class
LocalInnerClass.class

如果内部类是匿名的,编译器会简单地产生一个数字作为其标识符。如果内部类是嵌套在别的内部类之中,只需直接将它们的名字加在其外围类标识符与“$”的后面。