深入理解Java：内部类

内部类是指在一个外部类的内部再定义一个类。内部类作为外部类的一个成员，并且依附于外部类而存在的。内部类可为静态，可用protected和private修饰（而外部类只能使用public和缺省的包访问权限）。内部类主要有以下几类：成员内部类、局部内部类、静态内部类、匿名内部类

(1)、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 。

(2)、内部类不能用普通的方式访问。

(3)、内部类声明成静态的，就不能随便的访问外部类的成员变量了，此时内部类只能访问外部类的静态成员变量 。

(4)、外部类不能直接访问内部类的的成员，但可以通过内部类对象来访问

内部类是外部类的一个成员，因此内部类可以自由地访问外部类的成员变量，无论是否是private的 。

因为当某个外围类的对象创建内部类的对象时，此内部类会捕获一个隐式引用，它引用了实例化该内部对象的外围类对象。通过这个指针，可以访问外围类对象的全部状态。

通过反编译内部类的字节码， 分析之后主要是通过以下几步做到的： 
1 编译器自动为内部类添加一个成员变量， 这个成员变量的类型和外部类的类型相同， 这个成员变量就是指向外部类对象的引用； 
2 编译器自动为内部类的构造方法添加一个参数， 参数的类型是外部类的类型， 在构造方法内部使用这个参数为1中添加的成员变量赋值； 
3 在调用内部类的构造函数初始化内部类对象时， 会默认传入外部类的引用。

其主要原因有以下几点：

• 内部类方法可以访问该类定义所在的作用域的数据，包括私有的数据

• 内部类可以对同一个包中的其他类隐藏起来,一般的非内部类，是不允许有 private 与protected权限的，但内部类可以

• 可是实现多重继承

• 当想要定义一个回调函数且不想编写大量代码时，使用匿名内部类比较便捷

使用内部类最吸引人的原因是：

每个内部类都能独立地继承自一个（接口的）实现，所以无论外围类是否已经继承了某个（接口的）实现，对于内部类都没有影响。大家都知道Java只能继承一个类，它的多重继承在我们没有学习内部类之前是用接口来实现的。但使用接口有时候有很多不方便的地方。比如我们实现一个接口就必须实现它里面的所有方法。而有了内部类就不一样了。它可以使我们的类继承多个具体类或抽象类。

大家看下面的例子:

public class Example1 {public String name(){return "liutao";} }public class Example2 {public int age(){return 25;} }public class MainExample {private class test1 extends Example1{public String name(){return super.name();}}private class test2 extends Example2 {public int age(){return super.age();}}public String name(){return new test1().name(); }public int age(){return new test2().age();}public static void main(String args[]){MainExample mi=new MainExample();System.out.println("姓名:"+mi.name());System.out.println("年龄:"+mi.age());} }

即在一个类中直接定义的内部类， 成员内部类与普通的成员没什么区别，可以与普通成员一样进行修饰和限制。成员内部类不能含有static的变量和方法。

public class Outer {private static int i = 1;private int j = 10;private int k = 20;public static void outer_f1() {}public void outer_f2() {}// 成员内部类中，不能定义静态成员// 成员内部类中，可以访问外部类的所有成员class Inner {// static int inner_i = 100;//内部类中不允许定义静态变量int j = 100; // 内部类和外部类的实例变量可以共存int inner_i = 1;void inner_f1() {System.out.println(i);// 在内部类中访问内部类自己的变量直接用变量名
 System.out.println(j);// 在内部类中访问内部类自己的变量也可以用this.变量名System.out.println(this.j);// 在内部类中访问外部类中与内部类同名的实例变量用外部类名.this.变量名System.out.println(Outer.this.j);// 如果内部类中没有与外部类同名的变量，则可以直接用变量名访问外部类变量
 System.out.println(k);outer_f1();outer_f2();}}// 外部类的非静态方法访问成员内部类public void outer_f3() {Inner inner = new Inner();inner.inner_f1();}// 外部类的静态方法访问成员内部类，与在外部类外部访问成员内部类一样public static void outer_f4() {// step1 建立外部类对象Outer out = new Outer();// step2 根据外部类对象建立内部类对象Inner inner = out.new Inner();// step3 访问内部类的方法
 inner.inner_f1();}public static void main(String[] args) {//outer_f4();//该语句的输出结果和下面三条语句的输出结果一样// 如果要直接创建内部类的对象，不能想当然地认为只需加上外围类Outer的名字，// 就可以按照通常的样子生成内部类的对象，而是必须使用此外围类的一个对象来// 创建其内部类的一个对象：// Outer.Inner outin = out.new Inner()// 因此，除非你已经有了外围类的一个对象，否则不可能生成内部类的对象。因为此// 内部类的对象会悄悄地链接到创建它的外围类的对象。如果你用的是静态的内部类，// 那就不需要对其外围类对象的引用。Outer out = new Outer();Outer.Inner outin = out.new Inner();outin.inner_f1();} }

在方法中定义的内部类称为局部内部类。与局部变量类似，局部内部类不能有访问说明符，因为它不是外围类的一部分，但是它可以访问当前代码块内的常量，和此外围类所有的成员。

需要注意的是：

(1)、方法内部类只能在定义该内部类的方法内实例化，不可以在此方法外对其实例化。

(2)、方法内部类对象不能使用该内部类所在方法的非final局部变量。

具体原因等下再说

public class Outer {private int s = 100;private int out_i = 1;public void f(final int k) {final int s = 200;int i = 1;final int j = 10;// 定义在方法内部class Inner {int s = 300;// 可以定义与外部类同名的变量// static int m = 20;//不可以定义静态变量Inner(int k) {inner_f(k);}int inner_i = 100;void inner_f(int k) {// 如果内部类没有与外部类同名的变量，在内部类中可以直接访问外部类的实例变量
 System.out.println(out_i);// 可以访问外部类的局部变量(即方法内的变量)，但是变量必须是final的
 System.out.println(j);// System.out.println(i);// 如果内部类中有与外部类同名的变量，直接用变量名访问的是内部类的变量
 System.out.println(s);// 用this.变量名访问的也是内部类变量System.out.println(this.s);// 用外部类名.this.内部类变量名访问的是外部类变量System.out.println(Outer.this.s);}}new Inner(k);}public static void main(String[] args) {// 访问局部内部类必须先有外部类对象Outer out = new Outer();out.f(3);} }

如果你不需要内部类对象与其外围类对象之间有联系，那你可以将内部类声明为static。这通常称为嵌套类（nested class）。想要理解static应用于内部类时的含义，你就必须记住，普通的内部类对象隐含地保存了一个引用，指向创建它的外围类对象。然而，当内部类是static的时，就不是这样了。嵌套类意味着：

1. 要创建嵌套类的对象，并不需要其外围类的对象。

2. 不能从嵌套类的对象中访问非静态的外围类对象。

public class Outer {private static int i = 1;private int j = 10;public static void outer_f1() {}public void outer_f2() {}// 静态内部类可以用public,protected,private修饰// 静态内部类中可以定义静态或者非静态的成员private static class Inner {static int inner_i = 100;int inner_j = 200;static void inner_f1() {// 静态内部类只能访问外部类的静态成员(包括静态变量和静态方法)System.out.println("Outer.i" + i);outer_f1();}void inner_f2() {// 静态内部类不能访问外部类的非静态成员(包括非静态变量和非静态方法)// System.out.println("Outer.i"+j);// outer_f2();
 }}public void outer_f3() {// 外部类访问内部类的静态成员：内部类.静态成员
 System.out.println(Inner.inner_i);Inner.inner_f1();// 外部类访问内部类的非静态成员:实例化内部类即可Inner inner = new Inner();inner.inner_f2();}public static void main(String[] args) {new Outer().outer_f3();} }

生成一个静态内部类不需要外部类成员：这是静态内部类和成员内部类的区别。静态内部类的对象可以直接生成：Outer.Inner in = new Outer.Inner();而不需要通过生成外部类对象来生成。这样实际上使静态内部类成为了一个顶级类(正常情况下，你不能在接口内部放置任何代码，但嵌套类可以作为接口的一部分，因为它是static 的。只是将嵌套类置于接口的命名空间内，这并不违反接口的规则）

public class Parcel7 {  public Wrapping wrap(int x) {  // Base constructor call:
 return new Wrapping(x) { // Pass constructor argument.
 public int value() {  return super.value() * 47;}}; // Semicolon required
 }  public static void main(String[] args) {Parcel7 p = new Parcel7();Wrapping w = p.wrap(10);} }

public class Parcel8 {// Argument must be final to use inside// anonymous inner class:public Destination dest(final String name, String city) {return new Destination(name, city) {private String label = name;public String getName() {return label;}};}public static void main(String[] args) {Parcel8 p = new Parcel8();Destination d = p.dest("Tanzania", "gz");}abstract class Destination {Destination(String name, String city) {System.out.println(city);}abstract String getName();} }

class Egg {private Yolk y;protected class Yolk {public Yolk() {System.out.println("Egg.Yolk()");}}public Egg() {System.out.println("New Egg()");y = new Yolk();} }public class BigEgg extends Egg {public class Yolk {public Yolk() {System.out.println("BigEgg.Yolk()");}}public static void main(String[] args) {new BigEgg();}
}

class Egg2 {protected class Yolk {public Yolk() {System.out.println("Egg2.Yolk()");}public void f() {System.out.println("Egg2.Yolk.f()");}}private Yolk y = new Yolk();public Egg2() {System.out.println("New Egg2()");}public void insertYolk(Yolk yy) {y = yy;}public void g() {y.f();} }public class BigEgg2 extends Egg2 {public class Yolk extends Egg2.Yolk {public Yolk() {System.out.println("BigEgg2.Yolk()");}public void f() {System.out.println("BigEgg2.Yolk.f()");}}public BigEgg2() {insertYolk(new Yolk());}public static void main(String[] args) {Egg2 e2 = new BigEgg2();e2.g();} }

class WithInner {class Inner {Inner(){System.out.println("this is a constructor in WithInner.Inner");};} }public class InheritInner extends WithInner.Inner {// ! InheritInner() {} // Won't compile
 InheritInner(WithInner wi) {wi.super();System.out.println("this is a constructor in InheritInner");}public static void main(String[] args) {WithInner wi = new WithInner();InheritInner ii = new InheritInner(wi);} }

如：

public class InnerClassDemo{int x;class A{static  int a = 0;//这样写是不合法的.static final int b=0;//这样写是合法的
} }

定义一个静态的域或者方法，要求在静态环境或者顶层环境，即如果加上 static class A变成静态内部类就ok非静态内部类 依赖于一个外部类对象，而静态域/方法是不依赖与对象——仅与类相关（细说了，就是加载静态域时，根本没有外部类对象）因此，非静态内部类中不能定义静态域/方法，编译过不了。

而常量之所以可以（不论有无static），因为java在编译期就确定所有常量，放到所谓的常量池当中。常量的机制和普通变量不一样。