java 嵌套类的详解及实例代码

java 嵌套类

到现在为止，我们都是在java文件中直接定义类。这样的类出现在包(package)的级别上。java允许类的嵌套定义。

这里将讲解如何在一个类中嵌套定义另一个类。

内部类

java允许我们在类的内部定义一个类。如果这个类是没有static修饰符，那么这样一个嵌套在内部的类称为内部类(inner class)。

内部类被认为是外部对象的一个成员。在定义内部类时，我们同样有访问权限控制(public, private, protected)。

在使用内部类时，我们要先创建外部对象。由于内部类是外部对象的一个成员，我们可以在对象的内部*使用内部类:

实例代码：

public class test
{
  public static void main(string[] args)
  {
    human me    = new human("vamei");
    me.drinkwater(0.3);
  }
}

class human
{
  /**
   * inner class
   */
  private class cup
  {
    public void usecup(double w)
    {
      this.water = this.water - w;
    }

    public double getwater()
    {
      return this.water;
    }

    private double water = 1.0;
  }

  /**
   * constructor
   */
  public human(string n)
  {
    this.mycup = new cup();
    this.name = n;
  }

  public void drinkwater(double w)
  {
    mycup.usecup(w);
    system.out.println(mycup.getwater());
  }


  private cup mycup;
  private string name;
}

上面的例子中，cup类为内部类。该内部类有private的访问权限，因此只能在human内部使用。这样，cup类就成为一个被human类专用的类。

如果我们使用其他访问权限，内部类也能从外部访问，比如:

public class test
{
  public static void main(string[] args)
  {
    human me    = new human("vamei");
    me.drinkwater(0.3);

    human.cup solocup = me.new cup(); // be careful here
  }
}

class human
{
  /**
   * inner class
   */                                                                               
  class cup
  {
    public void usecup(double w)
    {
      this.water = this.water - w;
    }

    public double getwater()
    {
      return this.water;
    }

    private double water = 1.0;
  }

  /**
   * constructor
   */
  public human(string n)
  {
    this.mycup = new cup();
    this.name = n;
  }

  public void drinkwater(double w)
  {
    mycup.usecup(w);
    system.out.println(mycup.getwater());
  }


  private cup mycup;
  private string name;
}

这里，内部类为默认访问权限(包访问权限)。我们可以在test类中访问human的内部类cup，并使用该内部类创建对象。注意我们创建时如何说明类型以及使用new:

human.cup solocup = me.new cup();

我们在创建内部类对象时，必须基于一个外部类对象(me)，并通过该外部类对象来创建cup对象(me.new)。我将在下一节讲述其中的含义。

闭包

可以看到，我们直接创建内部类对象时，必须是基于一个外部类对象。也就是说，内部类对象必须依附于某个外部类对象。

                                            内部对象与外部对象

与此同时，内部类对象可以访问它所依附的外部类对象的成员(即使是private的成员)。从另一个角度来说，内部类对象附带有创建时的环境信息，也就是其他语言中的闭包(closure)特性。可参考python闭包

我们看下面的例子:

public class test
{
  public static void main(string[] args)
  {
    human me    = new human("vamei");
    human him    = new human("jerry");

    human.cup myfirstcup = me.new cup();
    human.cup mysecondcup = me.new cup();
    human.cup hiscup   = him.new cup();
    system.out.println(myfirstcup.whoscup());
    system.out.println(mysecondcup.whoscup());
    system.out.println(hiscup.whoscup());
  }
}

class human
{
  /**
   * inner class
   */
  class cup
  {
    public string whoscup()
    {
      return name; // access outer field
    }
  }

  /**
   * constructor
   */
  public human(string n)
  {
    this.name = n;
  }


  public void changename(string n)
  {
    this.name = n;
  }

  private string name;
}

运行结果:

vamei
vamei
jerry

 在上面的例子中，我们通过内部类对象访问外部类对象的name成员。当我们基于不同的外部对象创建内部类对象时，所获得的环境信息也将随之变化。

嵌套static类

我们可以在类的内部定义static类。这样的类称为嵌套static类(nested static class)。

我们可以直接创建嵌套static类的对象，而不需要依附于外部类的某个对象。相应的，嵌套static类也无法调用外部对象的方法，也无法读取或修改外部对象的数据。从效果上看，嵌套static类拓展了类的命名空间(name space)，比如下面的human.*n:

public class test
{
  public static void main(string[] args)
  {
    human.*n him = new human.*n();
    him.shout();
  }
}

class human
{
  /**
   * nested class
   */
  static class *n
  {
    public void shout()
    {
      system.out.println("oh...ho...");
    }
  }
}

在定义嵌套static类时，我们同样可以有不同的访问权限修饰符。

总结

嵌套类允许我们更好的组织类

内部类实现了闭包

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