JAVA 类总结

JAVA 类总结

顶级类与嵌套类

定义在某个类(或接口,下同)内部的类,称为嵌套类(nested class),相应的,其所在的类称之为该类的外围类(enclosing class)或包裹类。

非嵌套类称为顶级类(top-level class),一个 .java 文件中可以有若干个顶级类(含抽象类和接口),但只能有一个被 public 修饰的类,且该类必须和 .java 文件同名。

顶级类的访问修饰符只能是 public 和包访问权限(默认权限,无修饰符)。

嵌套类可看作是外围类的一个成员,因此其修饰符可以是 public 、protected 、包访问权限和 private 。

嵌套类没有层次限制,可以在嵌套类里面在定义类,成为嵌套类中的嵌套类。

嵌套类分为两种,一种是静态的(用 static 关键字修饰)称为静态嵌套类(static nested class);一种是非静态的,称为内部类(inner class)。

注:在《Think in Java》一书中,作者将内部类定义为“将一个类定义在另一个类的定义内部,则这个类就是内部类”,因此,他将静态嵌套类视为内部类的一种。而本文使用了 java 官方文档中的定义。

内部类一般直接定义在外部类(outer class)中,就像该类的一个成员一样,我们把这样的内部类称为成员内部类(member inner class)。即不在构造器、方法、语句块中定义的内部类为成员内部类。

除成员内部类外还有另外两种较特殊的内部类:局部内部类(local class)和匿名内部类(anonymous class)。

嵌套类字节码文件命名

嵌套类经编译后会自动生成独立的字节码文件(.class),其命名格式:

外部类名称+\$+[该种类同名类中该类顺序]+[内部类名称]

以下代码(文件名:Outer.java)中含有静态类 Static 、成员内部类 Inner 、局部类 Local 、实现 Anonymous 接口的匿名类以及定义在该源文件中的接口 Anonymous 。

编译后形成了如下6个 .class 字节码文件。顶级类 Outer 和 Anonymous 都被编译成同名的 class 文件,静态嵌套类 Static 和成员内部类 Inner 被编译成了 Outer\$Static.class 和 Outer\$Inner.class ,因为成员类不能同名,所以也就没有同名类顺序。局部类 Local 编译后的文件名是 Outer\$1Local.class ,因为 Outer 类中只有一个名为 Local 的局部类,因此,其顺序是1。匿名类没有名称,所以编译后的文件名是 Outer\$1.class ,1表示该类是 Outer 类中第一个匿名类。

静态嵌套类

静态嵌套类因为是静态的,因此从本质上来说它和外部类的关系更像是类与包(package)的关系。在其他类中引用使用的时候需要加上外部类限定: OuterClass.NestClass

  1. 与静态方法一样,静态嵌套类中不能访问外部类的非静态成员和非静态方法(不管是public还是private的);
  2. 静态嵌套类的实例化(instantiate)无需事先实例化外部类,因为静态嵌套类是与外部类直接相关联的,而非与外部类的实例(instance)相关联。

内部类

内部类是非静态的,因此内部类是与外部类的实例相关联的。在实例化内部类时,必须先行实例化外部类,再通过外部类的实例来创建内部类的实例:

  1. 内部类中不能有 static 关键字修饰的静态成员(块、字段、方法、接口等),除非该成员是静态常量。所以,内部类中的静态成员必须是同时使用 final 关键字修饰的字段。
  2. 内部类可以访问外部类的任何成员(包括构造器),不管是公有的还是私有的,静态的还是非静态的。同样,外部类也可以访问到内部类的所有成员。

遮蔽(Shadowing)

定义在内部类或成员方法内的字段或参数,如果和外部作用域内的某个成员变量定义同名,那么外部的定义将被遮蔽,此时无法在内部作用域内仅通过名字访问到外部的成员。以下是摘自 Java Tutorial 中的一个例子:

局部内部类

局部类是定义在某个块(block)中的类。即定义在构造器、方法、循环体、分支结构(if 子句)中的类。

  1. 同局部变量,局部类不能用public,private,protected,static修饰,但可以被final或者abstract修饰。

  2. 局部类是内部类,因此可以访问其外部类的成员。但局部类的作用域在块内,所以外部类无法访问到局部内部类。

  3. 局部类属于块的作用域,因此可以访问局部变量(包括形参),但是只能访问用 final 修饰的局部变量。

    在 Java SE 8 之后,局部类可以访问 effectively final 的局部变量和非 final 的形参了,effectively final 的变量没有 final 修饰但在初始化后从未改变过值。 “A variable or parameter whose value is never changed after it is initialized is effectively final”

匿名类

匿名类,顾名思义就是没有名称的类,没有名称也就无法在其他地方引用和实例化,当然也就没有构造器。匿名类在定义的同时会实例化本身(匿名类只实例化这一次)。

匿名类的定义从形式上看更像是一种表达式,也就是类的定义出现在一个表达式中。从语法形式上看,匿名类的定义像是调用了一个构造器。以下是几种匿名类的例子:

匿名类不能使用任何关键字和访问控制符,匿名类和局部类访问规则一样,只不过内部类显式的定义了一个类,然后通过new的方式创建这个局部类实例,而匿名类直接new一个类实例。

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