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JavaSE 面向对象进阶之内部类（Inner Class）

一、内部类的核心概念

内部类是定义在另一个类内部的类，它与外部类存在紧密的逻辑关联，主要作用：

• 封装细节：隐藏实现细节，对外提供简洁接口。
• 访问权限：可访问外部类的私有成员（包括属性和方法）。
• 逻辑分组：将相关类组织在同一文件中，提高代码内聚性。

二、内部类的四种形式

1. 成员内部类

• 定义：作为外部类的成员存在，与属性、方法同级。
• 特点：
  • 可使用 public、private 等访问修饰符。
  • 持有外部类的引用：OuterClass.this。
• 示例：

public class Outer {private int x = 10;public class Inner {public void printX() {System.out.println(Outer.this.x); // 访问外部类私有属性}}public Inner getInner() {return new Inner(); // 创建内部类对象}
}// 创建内部类实例
Outer outer = new Outer();
Outer.Inner inner = outer.new Inner(); // 必须通过外部类实例创建

2. 静态内部类

• 定义：使用 static 修饰的内部类，不依赖外部类实例。
• 特点：
  • 只能访问外部类的静态成员。
  • 可直接创建实例：new Outer.StaticInner()。
• 示例：

public class Outer {private static int x = 10;public static class StaticInner {public void printX() {System.out.println(x); // 只能访问静态成员}}
}// 创建静态内部类实例
Outer.StaticInner inner = new Outer.StaticInner();

3. 局部内部类

• 定义：定义在方法或代码块内部的类，作用域仅限于该区域。
• 特点：
  • 不能使用访问修饰符（如 public）。
  • 可访问外部类成员及方法的 final 局部变量（Java 8+ 可省略 final，但变量必须实际不可变）。
• 示例：

public class Outer {public void method() {final int y = 20; // 局部变量（Java 8+ 可省略final）class LocalInner {public void printY() {System.out.println(y); // 访问局部变量}}LocalInner inner = new LocalInner();inner.printY();}
}

4. 匿名内部类

• 定义：没有显式类名的局部内部类，通常用于创建一次性对象。
• 特点：
  • 必须继承一个父类或实现一个接口。
  • 没有构造方法，但可通过实例初始化块初始化。
• 示例：

public interface ClickListener {void onClick();
}public class Button {public void setListener(ClickListener listener) {listener.onClick();}
}// 使用匿名内部类实现接口
button.setListener(new ClickListener() {@Overridepublic void onClick() {System.out.println("Button clicked");}
});// Java 8+ 可用Lambda简化（函数式接口）
button.setListener(() -> System.out.println("Button clicked"));

三、内部类的应用场景

1. 事件监听：

   button.addActionListener(new ActionListener() {@Overridepublic void actionPerformed(ActionEvent e) {// 处理事件}
   });
   

2. 封装辅助类：

   • 如 Map.Entry 是 Map 的内部接口，用于表示键值对。

3. 实现多继承：

   • 通过内部类继承多个父类，间接实现多继承。

四、注意事项

1. 内存占用：

   • 非静态内部类会持有外部类的强引用，可能导致内存泄漏（如Activity中的匿名内部类）。

2. 编译后的命名：

   • 内部类编译后生成 Outer$Inner.class 文件（匿名内部类为 Outer$1.class）。

3. 访问限制：

   • 静态内部类无法直接访问外部类的非静态成员。

五、面试常见问题

1. 内部类有哪些类型？

   • 成员内部类、静态内部类、局部内部类、匿名内部类。

2. 匿名内部类能否有构造方法？

   • 不能，但可通过实例初始化块实现类似构造逻辑。

3. 为什么局部内部类和匿名内部类只能访问 final 局部变量？

   • Java 8之前要求显式声明 final，之后可省略但变量必须实际不可变。这是为保证变量的生命周期与内部类对象一致（变量值被复制到内部类中）。

六、最佳实践

• 优先使用静态内部类：减少内存占用，避免潜在的内存泄漏。
• 避免深层嵌套：内部类层次过深会降低代码可读性。
• 合理使用匿名内部类：适用于简单实现，复杂逻辑建议使用具名类。

内部类是Java语言的重要特性，它增强了类的封装性和代码的灵活性，尤其在GUI编程和设计模式（如迭代器模式）中广泛应用。