深入解析Java中的内部类

概述

最近学习python，发现python是支持多继承的，这让我想起Java是通过内部类实现的这套机制。这篇文章不是讲如何通过内部类实现多继承，而是总结一下内部类的类型和使用方法。

Java内部类分为：

• 非静态内部类
• 静态内部类
• 局部内部类
• 匿名内部类

内部类在Android源码中被大量的使用，先介绍一下这四种内部类的共同点：

• 内部类仍然是一个独立的类，在编译之后内部类会被编译成独立的.class文件，但是前面冠以外部类的类名和$符号。
• 内部类不能用普通的方式访问。内部类是外部类的一个成员，因为内部类可以自由的访问外部类的成员，包括private成员。
• 内部类声明为静态的，就不能随意的访问外部类的成员变量了，此时内部类只能访问到外部类的静态成员变量。

接下来，分别介绍一下这几种内部类。
非静态内部类

当一个类作为另一个类的非静态成员时，则这个类就是一个非静态内部类。
创建非静态内部类的示例代码如下：

class OutClass {
 class InnerClass {}
}

当我们用javac去编译的时候，发现生成了两个.class文件：OutClass.class和OutClass$InnerClass.class。如下图所示：

从外部类的非静态方法中实例化内部类

在外部类中访问内部类是很容易的，直接创建内部类对象，然后通过对象实例调用类内的方法即可。示例代码如下：

public class OutClass {
 private static int a = 0;

 public void makeInner() {
  InnerClass inClass = new InnerClass();
  inClass.seeOuter();
 }

 public static void main(String[] args) {
  OutClass oClass = new OutClass();
  oClass.makeInner();
 }

 class InnerClass {
  public void seeOuter() {
   System.out.println(a);
   a++;
  }
 }
}

运行结果如下：

0

从外部类的静态方法中实例化内部类

在外部类中访问内部类是比较简单的，可以直接new出内部类对象，但是如果想在外部类的外部使用内部类，接不能直接new内部类名的方式了，而是需要如下方式：

OutClass.InnerClass innerClass = new OutClass().new InnerClass();

也就是说，在外部调用非静态内部类，需要先实例化外部类，然后通过外部类对象再去实例化内部类。示例代码如下：

public class OutClass {
 private static int a = 0;

 public void makeInner() {
  InnerClass inClass = new InnerClass();
  inClass.seeOuter();
 }

 public static void main(String[] args) {
  OutClass oClass = new OutClass();
  oClass.makeInner();

  OutClass.InnerClass innerClass = new OutClass().new InnerClass();
  innerClass.seeOuter();
 }

 class InnerClass {
  public void seeOuter() {
   System.out.println(a);
   a++;
  }
 }
}

运行结果：

0
1

内部类的this引用

普通的类可以使用this引用当前的对象，内部类也是如此。但是假若内部类想引用外部类当前的对象呢？可以使用如下方式：

外部类名.this

示例代码如下：

public class OutClass {
 private static int a = 0;

 public void makeInner() {
  InnerClass inClass = new InnerClass();
  inClass.seeOuter();
 }

 public static void main(String[] args) {
  OutClass oClass = new OutClass();
  oClass.makeInner();

  OutClass.InnerClass innerClass = new OutClass().new InnerClass();
  innerClass.seeOuter();
 }

 class InnerClass {
  public void seeOuter() {
   System.out.println(this);
   System.out.println(OutClass.this);
  }
 }
}

静态内部类

上面介绍了非静态内部类，接下来我们学习神马是静态内部类。

静态内部类就是在外部类中扮演一个静态成员的角色，创建静态内部类和创建非静态内部类的形式很相似，只是class前面多了一个static修饰符。

注意，外部类是不可能使用static修饰符进行修饰的。

示例代码如下：

class OutClass {
 static class InnerClass {
 }
}

用javac命令编译一下，可以看到一样都是有两个.class文件，如下图所示：

从外部类的非静态方法中实例化静态内部类

从外部类中访问静态内部类，和在外部类中访问非静态内部类是一样的。但是，需要注意一点，此时静态内部类只能访问外部类的静态成员，无法访问非静态成员了。

示例代码如下：

public class OutClass {
 private static int a = 0;
 private int b = 1;

 public void makeInner() {
  InnerClass inClass = new InnerClass();
  inClass.seeOuter();
 }

 public static void main(String[] args) {
  OutClass oClass = new OutClass();
  oClass.makeInner();

 }

 static class InnerClass {
  public void seeOuter() {
   System.out.println(this);
   System.out.println(a);
   // System.out.println(b);
  }
 }
}

执行结果如下：

OutClass$InnerClass@79a340
0

从外部类静态方法中实例化静态内部类

注意：
    因为静态内部类是外部类的静态成员，而静态成员是跟类绑定，而不是跟类实例化的对象绑定。所以，在外部类的静态方法中实例化内部类，是不需要先实例化外部类的。

示例代码如下：

public class OutClass {
 private static int a = 0;
 private int b = 1;

 public void makeInner() {
  InnerClass inClass = new InnerClass();
  inClass.seeOuter();
 }

 public static void main(String[] args) {
  OutClass oClass = new OutClass();
  oClass.makeInner();

  OutClass.InnerClass inClass = new OutClass.InnerClass();
  inClass.seeOuter();
 }

 static class InnerClass {
  public void seeOuter() {
   System.out.println(this);
   System.out.println(a);
   // System.out.println(b);
  }
 }
}

匿名内部类

匿名内部类在Android应用开发中简直是泛滥，各种listener对象的实现很多都是通过匿名内部类。

匿名内部类从名字上就可以知道这是代表没有类名的内部类，通常用来简化代码。

相信写Java的同学都使用过线程，那Thread的时候我们可以传一个Runnable对象，也可以传一个匿名内部类。示例代码如下：

public class OutClass {
 public void testAnonymousClass() {
  Thread t = new Thread(new Runnable() {

   @Override
   public void run() {
    for (int i = 0; i < 10; i ++) {
     System.out.println(i);
     try {
      Thread.sleep(500);
     } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
     }
    }
   }
  });
  t.start();

  System.out.println("another thread is running...");
 }

 public static void main(String[] args) {
  OutClass oClass = new OutClass();
  oClass.testAnonymousClass();
 }
}

执行结果如下：

another thread is running...