JavaSE:面向对象进阶之内部类（Inner Class）

news2025/6/4 10:02:15

JavaSE 面向对象进阶之内部类（Inner Class）

一、内部类的核心概念

内部类是定义在另一个类内部的类，它与外部类存在紧密的逻辑关联，主要作用：

封装细节：隐藏实现细节，对外提供简洁接口。
访问权限：可访问外部类的私有成员（包括属性和方法）。
逻辑分组：将相关类组织在同一文件中，提高代码内聚性。

二、内部类的四种形式

1. 成员内部类

定义：作为外部类的成员存在，与属性、方法同级。
特点：
- 可使用 public、private 等访问修饰符。
- 持有外部类的引用：OuterClass.this。
示例：

public class Outer {
    private int x = 10;
    
    public class Inner {
        public void printX() {
            System.out.println(Outer.this.x); // 访问外部类私有属性
        }
    }
    
    public Inner getInner() {
        return new Inner(); // 创建内部类对象
    }
}

// 创建内部类实例
Outer outer = new Outer();
Outer.Inner inner = outer.new Inner(); // 必须通过外部类实例创建

2. 静态内部类

定义：使用 static 修饰的内部类，不依赖外部类实例。
特点：
- 只能访问外部类的静态成员。
- 可直接创建实例：new Outer.StaticInner()。
示例：

public class Outer {
    private static int x = 10;
    
    public static class StaticInner {
        public void printX() {
            System.out.println(x); // 只能访问静态成员
        }
    }
}

// 创建静态内部类实例
Outer.StaticInner inner = new Outer.StaticInner();

3. 局部内部类

定义：定义在方法或代码块内部的类，作用域仅限于该区域。
特点：
- 不能使用访问修饰符（如 public）。
- 可访问外部类成员及方法的 final 局部变量（Java 8+ 可省略 final，但变量必须实际不可变）。
示例：

public class Outer {
    public void method() {
        final int y = 20; // 局部变量（Java 8+ 可省略final）
        
        class LocalInner {
            public void printY() {
                System.out.println(y); // 访问局部变量
            }
        }
        
        LocalInner inner = new LocalInner();
        inner.printY();
    }
}

4. 匿名内部类

定义：没有显式类名的局部内部类，通常用于创建一次性对象。
特点：
- 必须继承一个父类或实现一个接口。
- 没有构造方法，但可通过实例初始化块初始化。
示例：

public interface ClickListener {
    void onClick();
}

public class Button {
    public void setListener(ClickListener listener) {
        listener.onClick();
    }
}

// 使用匿名内部类实现接口
button.setListener(new ClickListener() {
    @Override
    public void onClick() {
        System.out.println("Button clicked");
    }
});

// Java 8+ 可用Lambda简化（函数式接口）
button.setListener(() -> System.out.println("Button clicked"));

三、内部类的应用场景

事件监听：

button.addActionListener(new ActionListener() {
    @Override
    public void actionPerformed(ActionEvent e) {
        // 处理事件
    }
});

封装辅助类：
- 如 Map.Entry 是 Map 的内部接口，用于表示键值对。
实现多继承：
- 通过内部类继承多个父类，间接实现多继承。

四、注意事项

内存占用：
- 非静态内部类会持有外部类的强引用，可能导致内存泄漏（如Activity中的匿名内部类）。
编译后的命名：
- 内部类编译后生成 Outer$Inner.class 文件（匿名内部类为 Outer$1.class）。
访问限制：
- 静态内部类无法直接访问外部类的非静态成员。

五、面试常见问题

内部类有哪些类型？
- 成员内部类、静态内部类、局部内部类、匿名内部类。
匿名内部类能否有构造方法？
- 不能，但可通过实例初始化块实现类似构造逻辑。
为什么局部内部类和匿名内部类只能访问 final 局部变量？
- Java 8之前要求显式声明 final，之后可省略但变量必须实际不可变。这是为保证变量的生命周期与内部类对象一致（变量值被复制到内部类中）。