Java面試 - 嵌套類整理總結(jié)

程序員熬夜.jpg

目錄

  • 總結(jié)
  • 嵌套類分類
  • 靜態(tài)內(nèi)部類
      1. 重要的結(jié)論。
      1. 靜態(tài)內(nèi)部類中能聲明哪些類，變量和方法？
      1. 繼承方面
  • 內(nèi)部類
    • 細分類
      1. 內(nèi)部類中能聲明哪些類，變量和方法？
      1. 內(nèi)部類能訪問外圍類的哪些變量和方法？
      1. 內(nèi)部類是怎樣綁定外圍對象？
      1. 繼承方面
      1. 本地內(nèi)部類
  • 嵌套接口

總結(jié)

嵌套類.png

嵌套類分類

  • 靜態(tài)內(nèi)部類（靜態(tài)嵌套類/靜態(tài)成員類/靜態(tài)類）
  • 內(nèi)部類（非靜態(tài)嵌套類）
    • 內(nèi)部成員類
    • 本地內(nèi)部類
    • 匿名內(nèi)部類
  • 嵌套接口

靜態(tài)內(nèi)部類

重要的結(jié)論：如果一個類被聲明為static(即static修飾class)，只有一種情況，該類是靜態(tài)內(nèi)部類。

1. 靜態(tài)內(nèi)部類中能聲明哪些類，變量和方法？

沒有限制，可以聲明各種類型的類，變量，方法和靜態(tài)代碼塊，細分為：

  • 類：
    • 枚舉類
    • 靜態(tài)內(nèi)部類
    • 內(nèi)部類
    • 接口
  • 變量：
    • 靜態(tài)變量
    • 實例變量
  • 方法：
    • 靜態(tài)方法
    • 實例方法
  • 靜態(tài)代碼塊

2. 靜態(tài)內(nèi)部類能訪問外圍類的哪些變量和方法？

靜態(tài)內(nèi)部類可以訪問外圍類的任何成員，包括外圍類中聲明為private的成員，分為：

  • 外圍類的靜態(tài)變量和方法(含私有)：直接訪問
  • 外圍類的實例變量和方法(含私有)：通過外圍類的實例對象進行訪問

靜態(tài)內(nèi)部類類似類的靜態(tài)變量，不需要依賴外圍類的實例對象而存在，可以看作是頂層類，可以直接通過外圍類來訪問。

3. 繼承方面

在繼承方面，靜態(tài)內(nèi)部類與外圍類沒什么分別，在訪問權限允許的情況下：任何類都可以繼承靜態(tài)內(nèi)部類，靜態(tài)內(nèi)部類也可以繼承任何類(類沒有聲明為final)或?qū)崿F(xiàn)任何接口。

public class OuterClass {
    // 靜態(tài)變量
    final static boolean FLAG_VALUE = true;
    private static String name = "Outer Class";
    // 實例變量
    private int age;
    // 靜態(tài)方法
    private static String getName() {
        return name;
    }
    // 實例方法
    private void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    // 靜態(tài)內(nèi)部類
    public static class StaticInner {
        // 聲明靜態(tài)變量
        final static int x = 1;
        static int y = 2;
        // 聲明實例變量
        int a;
        // 聲明靜態(tài)代碼塊
        static { }
        // 聲明枚舉類
        enum InnerEnum { }
        // 聲明靜態(tài)內(nèi)部類
        static class Inner2 { }
        // 聲明接口
        interface Inner3 { }
        // 聲明內(nèi)部類
        class Inner4 { }
        // 聲明靜態(tài)方法
        static void OperateStatic() {            
            System.out.println("靜態(tài)內(nèi)部類直接訪問外圍類的靜態(tài)變量：name = " + name + ", FLAG_VALUE = " + FLAG_VALUE);
            System.out.println("靜態(tài)內(nèi)部類直接訪問外圍類的靜態(tài)方法：getName : " + getName());
            // 靜態(tài)內(nèi)部類不能直接訪問外圍類的實例變量和方法
            //age = 30;
            //setAge(30);
            // 通過聲明外圍類對象，訪問外圍類對象的實例變量和方法
            OuterClass outerClass = new OuterClass();
            outerClass.age = 30;
            outerClass.setAge(30);
        }
        // 聲明實例方法
        void operate() {
            System.out.println("靜態(tài)內(nèi)部類直接訪問外圍類的靜態(tài)變量：name = " + name + ", FLAG_VALUE = " + FLAG_VALUE);
            System.out.println("靜態(tài)內(nèi)部類直接訪問外圍類的靜態(tài)方法：getName : " + getName());
            // 靜態(tài)內(nèi)部類不能直接訪問外圍類的實例變量和方法
            //age = 30;
            //setAge(30);
            // 通過聲明外圍類對象，訪問外圍類對象的實例變量和方法
            OuterClass outerClass = new OuterClass();
            outerClass.age = 30;
            outerClass.setAge(30);
        }
    }
}

內(nèi)部類

1. 細分類

  • 內(nèi)部成員類
  • 本地內(nèi)部類（本地類/局部類）
  • 匿名內(nèi)部類（匿名類）

2. 內(nèi)部類中能聲明哪些類，變量和方法？

內(nèi)部類可以聲明實例變量，實例方法，final類型的靜態(tài)變量。
內(nèi)部類不可以聲明靜態(tài)成員：包括靜態(tài)變量，靜態(tài)方法，靜態(tài)內(nèi)部類，嵌套接口，靜態(tài)初始化塊。
細分為：

  • 類：
    • 只能聲明內(nèi)部類
    • 不能聲明枚舉類，靜態(tài)內(nèi)部類，接口
  • 變量：
    • 只能聲明實例變量，final類型靜態(tài)變量
    • 不能聲明靜態(tài)變量
  • 方法：
    • 只能聲明實例方法
    • 不能聲明靜態(tài)方法
  • 不能聲明靜態(tài)代碼塊

3. 內(nèi)部類能訪問外圍類的哪些變量和方法？

沒有限制，外圍類的所有變量和方法(含私有)都可以直接訪問。

public class OuterClass {
    // 靜態(tài)變量
    final static boolean FLAG_VALUE = true;
    private static String name = "Outer Class";
    // 實例變量
    private int age;
    // 靜態(tài)方法
    private static String getName() {
        return name;
    }
    // 實例方法
    private int getAge() {
        return age;
    }
    // 內(nèi)部類
    public class Inner {
        // 內(nèi)部類不能聲明靜態(tài)變量
        //private static String innerName = "Inner Class";
        // 內(nèi)部類只能聲明實例變量和final類型靜態(tài)變量
        private int a;
        final static int x = 1;
        // 內(nèi)部類不能聲明靜態(tài)代碼塊，枚舉類，靜態(tài)內(nèi)部類，接口(枚舉類型和接口類型總是靜態(tài)的)
        //static { }
        //enum InnerEnum { }
        //static class Inner2 { }
        //interface Inner3 { }
        // 內(nèi)部類聲明內(nèi)部類
        class Inner4 { }
        // 內(nèi)部類不能聲明靜態(tài)方法
        //static void OperateStatic() { }
        // 內(nèi)部類只能聲明實例方法
        void operate() {
            System.out.println("內(nèi)部類訪問外圍類的靜態(tài)變量：name = " + name);
            System.out.println("內(nèi)部類訪問外圍類的靜態(tài)final變量：FLAG_VALUE = " + FLAG_VALUE);
            System.out.println("內(nèi)部類訪問外圍類的實例變量：age = " + (age = 40));
            System.out.println("內(nèi)部類訪問外圍類的靜態(tài)方法：getName() = " + getName());
            System.out.println("內(nèi)部類訪問外圍類的實例方法：getAge() = " + getAge());
        }
    }
}

4. 內(nèi)部類是怎樣綁定外圍對象？

總結(jié)： 創(chuàng)建內(nèi)部類對象(調(diào)用內(nèi)部類的構造器)時，編譯器會隱式地在內(nèi)部類中聲明一個final的外圍類類型的成員變量，然后將外圍類的對象，通過內(nèi)部類的構造器傳遞給該final成員變量，用來將內(nèi)部類對象綁定到外圍類對象。

public class Outer {
    public class Inner {
        // 編譯器自動隱式生成的外圍類類型的成員變量
        final Outer this$0;
        // 通過內(nèi)部類構造器將外圍類的對象傳遞給this$0成員變量，實現(xiàn)內(nèi)部類與外圍類對象的綁定
        public Inner(Outer outer) {
            this$0 = outer;
            super();
        }
    }
}
創(chuàng)建內(nèi)部類對象，如下：
Outer outer = new Outer();
Outer.Inner inner = outer.new Inner();
創(chuàng)建內(nèi)部類對象時，系統(tǒng)會自動將外圍類的對象(outer)作為參數(shù)傳入內(nèi)部類的構造器中，可認為是下面的方式：
Outer.Inner inner = outer.new Inner(outer);

5. 繼承方面

在訪問權限允許的情況下：內(nèi)部類可以繼承任何類，也可以由任何類繼承。

問：那內(nèi)部類與靜態(tài)內(nèi)部類在繼承方面有什么區(qū)別呢？
答：內(nèi)部類的對象總是要依賴于外部對象，因此一個類A繼承了一個內(nèi)部類，則類A也必須要與內(nèi)部類的外圍類對象相綁定，否則產(chǎn)生編譯錯誤。

1.反例：產(chǎn)生編譯錯誤
public class A extends Outer.Inner { }

class Outer {
    class Inner { }
}

2.錯誤原因：想要創(chuàng)建A類對象，即A a = new A(); 會調(diào)用A類構造器，A類繼承內(nèi)部類(Outer.Inner)，則會調(diào)用內(nèi)部類的構造器，
這時沒有有效的外圍類對象，則無法實現(xiàn)內(nèi)部類對象與外圍類對象的綁定，產(chǎn)生編譯錯誤。

3.修正
方法一：在A類構造器中傳遞一個外圍類的引用，通過外圍類對象來調(diào)用內(nèi)部類的構造器，
就相當于將外圍類的對象傳遞給了內(nèi)部類的構造器，實現(xiàn)了內(nèi)部類對象與外圍類對象的綁定。
public class A extends Outer.Inner {
    public A(Outer outer) {
        outer.super();
    }
}
class Outer {
    class Inner { }
}
方法二：外部類繼承外部類，內(nèi)部類繼承內(nèi)部類
public class A extends Outer {
    class InnerA extends Outer.Inner { }
}
class Outer {
    class Inner { }
}
創(chuàng)建A類的內(nèi)部類InnerA對象：
A a = new A();
A.InnerA innerA = a.new InnerA();
創(chuàng)建內(nèi)部類A.InnerA對象時，需要綁定外圍對象，a引用就是外圍類的對象，
內(nèi)部類A.InnerA繼承了另外一個內(nèi)部類Outer.Inner，在A.InnerA調(diào)用父類構造器時，也需要傳遞父類的外圍類(Outer)對象，
A類繼承了Outer類，因為子類的對像可以當作父類的對象來使用，因此a引用也是另一個內(nèi)部類Outer.Inner的外圍對象。

6. 本地內(nèi)部類

本地內(nèi)部類：就是在方法，構造器，初始化塊中聲明的類。

本地內(nèi)部類不是類的成員，從結(jié)構上類似一個局部變量，因此不能使用訪問修飾符（public，protected，private），也不能使用static修飾。

public class LocalInnerDemo {
    private int x = 100;
    // 1.本地內(nèi)部類聲明在實例初始化塊中
    {
        class Local1 { }
    }
    // 2.本地內(nèi)部類聲明在靜態(tài)初始化塊中
    static {
        class Local2 { }
    }
    // 3.本地內(nèi)部類聲明在構造器中
    public LocalInnerDemo() {
        int y = 2;
        final int z = 3;
        class Local3 {
            int a = x;
            int b = y;
            int c = z;
        }
    }
    // 4.本地內(nèi)部類聲明在實例方法中
    public T1 method1() {
        // 使用本地內(nèi)部類實現(xiàn)某個接口，然后以接口形式返回
        class Local4 implements T1 {
            @Override
            public void operate() {
                System.out.println("Start to operate.");
            }
        }
        return new Local4();

    }
    // 5.本地內(nèi)部類聲明在靜態(tài)方法中
    public static T1 method2() {
        class Local5 implements T1 {
            @Override
            public void operate() {
                System.out.println("Start to operate.");
            }
        }
        return new Local5();
    }
}
interface T1 {
    void operate();
}


問：本地內(nèi)部類聲明在實例環(huán)境(實例方法，構造器，實例初始化塊)和靜態(tài)環(huán)境中有什么區(qū)別呢？
答：實例環(huán)境：本地內(nèi)部類需要與外圍類綁定，即會在類中隱式生成一個final的引用。
    靜態(tài)環(huán)境：本地內(nèi)部類不需要與外圍類綁定。

嵌套接口

嵌套接口：就是在類或者接口中聲明的接口。

不管聲明在類中，還是接口中，嵌套接口永遠都是靜態(tài)的。
當類實現(xiàn)了某個接口時，不需要實現(xiàn)嵌套接口的方法。

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