13. 什么是 Java 内部类？它有什么作用？

PangHu大约 3 分钟

Java内部类（Inner Class）是定义在另一个类内部的类。Java支持将类定义在另一个类或方法内部，这样的类被称为内部类。内部类可以帮助我们实现更加模块化和更高内聚性的代码设计，并且可以方便地访问外部类的成员变量和方法。

Java内部类的分类

成员内部类（Member Inner Class）：

定义在外部类内部，并且不使用static修饰符的类。
它可以直接访问外部类的所有成员，包括private成员。

class OuterClass {
    private String message = "Hello, World!";

    class InnerClass {
        void display() {
            System.out.println(message); // 访问外部类的成员变量
        }
    }
}

静态内部类（Static Nested Class）：
- 使用static修饰的内部类，静态内部类不能访问外部类的实例成员（除非通过外部类的对象）。
- 它可以直接创建实例，而不需要外部类的实例。
```
class OuterClass {
    static class StaticInnerClass {
        void display() {
            System.out.println("Inside Static Inner Class");
        }
    }
}
```

局部内部类（Local Inner Class）：

定义在方法或代码块内部的类，它只能在该方法或代码块内部使用。
局部内部类只能访问外部类的成员变量和方法，以及方法的final或effectively final变量。

class OuterClass {
    void outerMethod() {
        class LocalInnerClass {
            void display() {
                System.out.println("Inside Local Inner Class");
            }
        }
        LocalInnerClass inner = new LocalInnerClass();
        inner.display();
    }
}

匿名内部类（Anonymous Inner Class）：

没有名字的内部类，通常用来创建继承自一个类或实现一个接口的对象实例。
常用于需要简化代码的地方，如事件处理器或回调函数。

class OuterClass {
    void createThread() {
        Thread t = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("Inside Anonymous Inner Class");
            }
        });
        t.start();
    }
}

内部类的作用

封装性增强：
- 内部类可以很好地封装不希望对外暴露的逻辑，它们的存在仅仅是为了与外部类的紧密联系。
- 可以将与外部类关系紧密的类逻辑放在内部类中，从而实现更高的内聚性。
访问外部类成员：
- 内部类可以直接访问外部类的成员变量和方法，即使它们是private的。这使得在实现外部类的功能时，可以更方便地操作其数据。
实现特定的接口：
- 匿名内部类和局部内部类非常适合用于实现回调函数、事件处理器或接口的实例化，特别是在GUI编程中。
创建更加简洁和模块化的代码：
- 使用内部类可以将逻辑紧密相关的代码放在一起，而不是散布在多个类文件中，从而使代码更简洁和易于维护。

内部类的使用示例

class OuterClass {
    private String message = "Hello, World!";
    
    class InnerClass {
        void display() {
            System.out.println(message); // 可以访问外部类的成员
        }
    }
    
    static class StaticInnerClass {
        void display() {
            System.out.println("Inside Static Inner Class");
        }
    }
    
    void outerMethod() {
        class LocalInnerClass {
            void display() {
                System.out.println("Inside Local Inner Class");
            }
        }
        LocalInnerClass inner = new LocalInnerClass();
        inner.display();
    }
    
    void createThread() {
        Thread t = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("Inside Anonymous Inner Class");
            }
        });
        t.start();
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 成员内部类
        OuterClass outer = new OuterClass();
        OuterClass.InnerClass inner = outer.new InnerClass();
        inner.display();
        
        // 静态内部类
        OuterClass.StaticInnerClass staticInner = new OuterClass.StaticInnerClass();
        staticInner.display();
        
        // 局部内部类和匿名内部类
        outer.outerMethod();
        outer.createThread();
    }
}

总结

内部类在Java中是一种强大的工具，提供了增强封装性、逻辑组织性和代码简洁性的方法。通过合理使用内部类，可以在特定场景下更好地组织代码，提高代码的可维护性和可读性。