內(nèi)部類的概念與使用實(shí)在是有些繁雜，因?yàn)樗旧砩婕暗絡(luò)ava內(nèi)部一些很基礎(chǔ)的知識，包括修飾符、作用域等等，在網(wǎng)上很難搜索到一篇全面、準(zhǔn)確的關(guān)于內(nèi)部類的總結(jié)，所以在這里拋磚引玉一下，希望能對自己、對大家都有所幫助。

本篇大概分成三部分內(nèi)容，第一部分是對內(nèi)部類概念性的介紹，第二部分是對內(nèi)部類語法規(guī)則和特性方面的介紹，而第三部分則是對內(nèi)部類用法、用途的簡單介紹，第三部分的內(nèi)容主要參考自《Effective Java 2nd. Edition》中的Item 22: Favor static member classes over nonstatic

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一. 概念介紹

1. 什么是內(nèi)部類

簡單的說，內(nèi)部（inner）類指那些類定義代碼被置于其它類定義中的類；而對于一般的、類定義代碼不嵌套在其它類定義中的類，稱為頂層（top-level）類。對于一個(gè)內(nèi)部類，包含其定義代碼的類稱為它的外部（outer）類。

2. 內(nèi)部類都有哪幾種

一般來講，都是把內(nèi)部類分為四種：靜態(tài)成員類（static member classes）、非靜態(tài)成員類（nonstatic member classes）、局部類（local classes）、匿名類（anonymous classes）

2.1. 靜態(tài)成員類：所謂靜態(tài)成員類，就是用static來修飾的，定義于外部類頂層的內(nèi)部類

例：

package test;

public class OuterClass {
    // 可以在外部類頂層定義靜態(tài)成員類
    public static class Inner1 {
        
    }
    
    
}

2.2. 非靜態(tài)成員類：顧名思義，就是沒有用static來修飾的，定義于外部類頂層的內(nèi)部類

例：

package test;

public class OuterClass {
    // 可以在外部類頂層定義非靜態(tài)成員類
    public class Inner1 {
        
    }
}

2.3. 局部類：定義于外部類的代碼塊或方法內(nèi)部的內(nèi)部類。局部類還可以進(jìn)一步細(xì)分為兩種：

    2.3.1. 局部靜態(tài)成員類：定義于外部類的靜態(tài)方法或靜態(tài)初始化代碼段中的局部類
    2.3.2. 局部成員類：定義于外部類的實(shí)例方法或?qū)嵗跏蓟a段中的局部類

例：

package test;

public class OuterClass {
    
    public static void method1() {
        // 局部靜態(tài)成員類
        class inner4 {
            
        }
    }
    
    public void method2() {
        // 局部成員類
        class inner5 {
            
        }
    }
    
}

    也就是說，局部類也有“靜態(tài)”和“非靜態(tài)”之分，取決于他所處的方法或代碼段。

2.4. 匿名類：表面上來看，匿名類就是沒有類名的局部類。但其實(shí)二者還是有區(qū)別的。局部類，是創(chuàng)建一個(gè)新的類；而匿名類，是針對已經(jīng)定義好的接口或類，將其實(shí)現(xiàn)（接口）或擴(kuò)展（類）并實(shí)例化。

例：

package test;

public class OuterClass {
        
    public static void method1() {
                
        // 繼承OuterClass類，加入一個(gè)新的方法print()，然后實(shí)例化并調(diào)用print()方法
        new OuterClass() {
            public void print() {System.out.println("hi");}
        }.print();
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        // 運(yùn)行結(jié)果：hi
        OuterClass.method1();
    }
}

注：繼承自某個(gè)類的匿名類，和實(shí)現(xiàn)某個(gè)接口的匿名類，在表現(xiàn)形式上略有差別：

2.4.1 繼承自某個(gè)類的匿名類：









2.4.2. 實(shí)現(xiàn)某接口的匿名類：

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二. 語法規(guī)則

1. 靜態(tài)成員類：

1.1. 可以做的：

像靜態(tài)方法或靜態(tài)字段一樣，可以用public, private, protected來修飾，不加則為默認(rèn)（package）
可以訪問外部類的任一靜態(tài)字段或靜態(tài)方法
可以用OuterClass.InnerClass的方式來引用

1.2. 不可以做的：

像外部類的靜態(tài)方法一樣，不可以訪問外部類的非靜態(tài)方法或非靜態(tài)字段

2. 非靜態(tài)成員類：

2.1. 可以做的：

可以用public, private, protected來修飾，不加則為默認(rèn)（package）
可以訪問外部類的任一字段和函數(shù)（不管是否static），這是因?yàn)榉庆o態(tài)成員類的實(shí)例包含外部類的引用。
當(dāng)非靜態(tài)內(nèi)部類中所定義的某個(gè)成員變量和外部類中的變量重名時(shí)，外部類的變量將被屏蔽，此時(shí)可以用OuterClass.this.來得到被屏蔽的外部類變量
有兩種方式來創(chuàng)建非靜態(tài)成員類的實(shí)例。第一種比較常用，就是在外部類的方法內(nèi)部直接創(chuàng)建： InnerClass inner = new InnerClass(); 另外一種則是通過表達(dá)式enclosingInstance.new MemberClass(args)來創(chuàng)建。具體見2.2.

2.2. 不可以做的：

不能在非靜態(tài)成員類內(nèi)部定義static字段、方法或內(nèi)部類。這是因?yàn)橥耆梢詫⑦@些東西移到外部類中去；但是可以定義static final常量
在第三方類里面（指非外部類的某個(gè)其他類）不可以用OuterClass.InnerClass inner = new OuterClass.InnerClass(); 的方法來創(chuàng)建非靜態(tài)成員類的實(shí)例。這是因?yàn)榉庆o態(tài)成員類實(shí)例是依賴于外部類實(shí)例而存在的（包含外部類的引用），但如果我們有了一個(gè)外部類的實(shí)例outerClass，則可以用下面的方法來創(chuàng)建：

OuterClass.InnerClass innerClass = outerClass.new InnerClass();

3. 局部類：

3.1. 可以做的：

能且只能訪問所屬代碼段中聲明為final的變量。這是因?yàn)榫植孔兞吭谄渌鶎俚拇a段（譬如某個(gè)函數(shù)）執(zhí)行完畢后就會被回收，而一個(gè)局部類的實(shí)例卻可以在其類定義所屬代碼段執(zhí)行完畢后依然存在，如果它可操控非final的局部變量，用戶就可以通過該實(shí)例修改已不存在的局部變量，無意義。
能且只能被final, abstract修飾

3.2. 不可以做的：

不能被public, private, protected修飾，也不能被static修飾。這是因?yàn)榫植款愔辉诙x它的代碼段中可見，不能在它所屬代碼段之外的代碼中使用
同理，局部類內(nèi)部不能定義static成員
不能以局部類形式定義一個(gè)接口。因?yàn)榫植款愔辉谄渌鶎俅a段中可見，定義這樣的接口無意義

4.匿名類

當(dāng)前僅當(dāng)匿名類處于非靜態(tài)代碼段時(shí)，他會有外部類的引用（即可以訪問外部類任意資源）。局部類也是如此，不同的是匿名類在聲明處的同時(shí)被初始化。

匿名類還有一個(gè)限制，就是不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口，也不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口并擴(kuò)展一個(gè)基類。這是因?yàn)槟涿惖穆暶骱蛯?shí)例化是同時(shí)發(fā)生的，它不像通常的類的聲明那樣，可以通過implement關(guān)鍵字指定多個(gè)接口，或者通過exteds關(guān)鍵字來指定基類。對一個(gè)匿名類而言，他只能通過指定接口或基類的名字，來告訴編譯器說：現(xiàn)在我要實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口（or擴(kuò)展這個(gè)基類），因此一個(gè)匿名類能且只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口或者擴(kuò)展一個(gè)基類

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三. 內(nèi)部類的使用及其意義

1. 靜態(tài)成員類

靜態(tài)成員類的通常用法是作為一個(gè)public helper class，與他的OuterClass結(jié)合在一起使用，為OuterClass服務(wù)。
比如一個(gè)Calculator類，他有各種操作，這些操作就可以存儲在他的靜態(tài)內(nèi)部類Operation里，客戶端就可以通過Calculator.Operation.PLUS或者Calculator.Operation.MINUS等來指定各種操作

那一個(gè)private的靜態(tài)成員類可以用來干什么呢？可以用來代表外部類所需要的某個(gè)組件。
比如，對于Map接口，他內(nèi)部就有一個(gè)Entry類，一個(gè)Entry對象對應(yīng)著一個(gè)鍵－值對，該對象上的方法（getKey, getValue, setValue）也不需要訪問外部類的資源，將Entry定義為private的靜態(tài)成員類類就是最合適的。

2. 非靜態(tài)成員類

一種通常的用法是把非靜態(tài)成員類作為一個(gè)Adapter，使外部類的實(shí)例看起來提供了某個(gè)不相關(guān)的類的實(shí)例的功能。
比如，collection接口的各種實(shí)現(xiàn)類，一般就是用非靜態(tài)成員類來實(shí)現(xiàn)他們的iterator：

關(guān)于靜態(tài)成員類和非靜態(tài)成員類，有一點(diǎn)需要注意的是：如果你的內(nèi)部類不需要訪問外部類的成員變量和函數(shù)（尤其是指非static類型的），那么盡量用靜態(tài)成員類。為什么？因?yàn)槊總€(gè)非靜態(tài)成員類的實(shí)例都將保存他的外部類的引用，這不僅造成時(shí)空上的浪費(fèi)，而且可能導(dǎo)致當(dāng)外部類實(shí)際上已經(jīng)可以被垃圾回收器回收的時(shí)候，卻因?yàn)槟硞€(gè)非靜態(tài)成員類實(shí)例還保留著該外部類的引用而不能回收該外部類。

3. 匿名類

匿名類用的地方應(yīng)該是這四種內(nèi)部類中最多的，至少我是這樣。我經(jīng)常用匿名類的地方就是在事件響應(yīng)的代碼中。
Effective Java中總結(jié)了三種匿名類的用途：
3.1. To create function objects on the fly
3.2. To create process objects, such as Runnable, Thread, TimerTask instances
3.3. To use within static factory methods


總結(jié)，
1.當(dāng)內(nèi)部類需要在方法外部仍然可見時(shí)，使用成員類（靜態(tài)or非靜態(tài)）；當(dāng)內(nèi)部類比較長，放在方法內(nèi)部會影響程序可讀性時(shí)，使用成員類（靜態(tài)or非靜態(tài)）；
2. 如果需要在內(nèi)部類內(nèi)部定義靜態(tài)成員，只能使用靜態(tài)成員類（其他三個(gè)都不支持）；如果成員類的每個(gè)實(shí)例都需要外部類的引用，定義為非靜態(tài)的，否則，就要定義成靜態(tài)的；
3. 假設(shè)我們需要在方法內(nèi)部定義一個(gè)局部類或者匿名類，如果我們只需要在這一個(gè)位置使用內(nèi)部類實(shí)例，并且已經(jīng)有預(yù)先定義好的基類或接口，那就使用匿名類；否則，使用局部類