java内部类(javase重难点)

一、基本介绍 :

1.概述:

 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。

 2.概念图

 二、语法格式 :

 
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());
    }
}

三、内部类的分类 :

0.概念图 :

1.成员内部类 

            ①介绍 :


                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。

            ②特点 :
                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° 若成员内部类的成员和 外部类的成员  重名 ,则遵循就近原则若要指定访问外部类成员,可以用 外部类名.this.成员

                6°外部其他类  想访问  成员内部类   有两种方式——

                第一种方式 :相当于把 new 内部类类名() 当作 引用变量1的 一个成员

 
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 : 定义一个返回 内部类实例的方法  再调用该方法即可

public Inner08 getInner08Instance() {
     return new Inner08();
}

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。

         ③演示 :

            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();
    }
}

            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();
    }
}

2.静态内部类

           ①介绍 :

           静态内部类就是在成员内部类的基础上添加了static修饰符。 

         ②特点 :

                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°若成员内部类的成员和 外部类的成员  重名 ,则遵循就近原则若要指定访问外部类成员,可以用 外部类名.成员(static可以直接用类名调用)

                 6°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;
          ③演示 :

         1°外部类访问静态内部类的演示 :

package com.lmdedu.Innerclass;

public class StaticInnerClass {
    public static void main(String[] args) {
        new Outer10().m1();
    }
}
class Outer10 {//外部类
    private int n1 = 10;
    private  static  String name = "zhangsan";
    //静态内部类(可以添加访问修饰符,因为其地位相当于成员变量)
    public static class Inner10 {
        //static方法只能访问static成员,所以static类只能访问static成员
        public void say() {
            System.out.println("name= " + name);
        }
    }

    public void m1() {
        //静态内部类的作用域 为 整个外部类
        new Inner10().say();
    }
}

 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();
    }
}


 

3.局部内部类

           ①介绍 :

             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。

            ②特点 :

            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°局部内部类作用域——仅仅作用于  该局部内部类所在的方法体或者代码块中(因为它的地位与局部变量相当

           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(因此即使他不是static,也可以用类.this.成员变量这种方法),前面的外部类名前缀只是标明了“是外部类的this对象”。(解决了访问重名问题)

          ③演示:                          
 
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("内部name"+this.name + " belongs to " + "外部name"+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();
    }
}

 

4.匿名内部类(压轴) 

        ①介绍 :

        抓住四点1)本质是类 2)是局部内部类 3)该类没有名字 4)同时还是一个对象

          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)
};
       基于接口的匿名内部类 :

语法:

接口名 引用名 = new 接口名 {  
    //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();
    }
}

                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() {
        //phone的编译类型是Usb,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)。
        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();
    }
}

 

这里提醒区分一下实例化语法 和  匿名内部类语法

IA t = new IA();//实例化语法
IA t = new IA(){};//匿名内部类语法

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-->phone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

         ③基于类的匿名内部类 :

语法:

 
类名 引用名 = new 类名(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)
};

      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();
        //mobile编译类型是 Electronics 运行类型 是 Solution$2
        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();
    }
}

 

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.");
        }
    }
      ④调用方式 :

       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 :

             ⑤特点 :

             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°局部内部类作用域——仅仅作用于  该匿名内部类所在的方法体或者代码块中(因为它的地位与局部变量相当

             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(重名)”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。其中,重点在于this,表明它是一个对象(因此即使他不是static,也可以用类.this.成员变量这种方法)类名.this只是标明了“是外部类的this对象”。(解决了访 问 重名问题)

             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。

         ⑥应用——匿名内部类作形参 :

                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(可以看作对象)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");
            }
        });
    }
}

练习


 

 

package com.lmdedu.Innerclass;

public class AnonymousInnerClassExercise {
    public static void main(String[] args) {
        cellPhone test = new cellPhone();
        test.alarmClock(new Bell() {
            @Override
            public void ring() {
                System.out.println("懒猪起床了");
            }
        });

        test.alarmClock(new Bell() {
            @Override
            public void ring() {
                System.out.println("小伙伴们上课了");
            }
        });
    }

}

interface Bell {
    void ring() ;
}

class cellPhone {
    //test
    public static void alarmClock(Bell bell) {
        bell.ring();
    }
}

小结:

局部内部类 匿名内部类 (重点掌握)

成员内部类 静态内部类

练习

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