Java中内部类和静态嵌套类的主要区别是什么?设计/实现是否在选择其中一个方面发挥作用?


当前回答

我认为这里没有什么要补充的,大多数答案完美地解释了静态嵌套类和内部类之间的区别。但是,当使用嵌套类与内部类时,请考虑以下问题。正如在两个答案中提到的,如果没有封闭类的实例,内部类就无法实例化,这意味着它们持有指向封闭类实例的指针,这可能导致内存溢出或堆栈溢出异常,因为即使不再使用封闭类,GC也无法对其进行垃圾收集。要明确这一点,请检查以下代码:

public class Outer {


    public  class Inner {

    }


    public Inner inner(){
        return new Inner();
    }

    @Override
    protected void finalize() throws Throwable {
    // as you know finalize is called by the garbage collector due to destroying an object instance
        System.out.println("I am destroyed !");
    }
}


public static void main(String arg[]) {

    Outer outer = new Outer();
    Outer.Inner inner = outer.new Inner();

    // out instance is no more used and should be garbage collected !!!
    // However this will not happen as inner instance is still alive i.e used, not null !
    // and outer will be kept in memory until inner is destroyed
    outer = null;

    //
    // inner = null;

    //kick out garbage collector
    System.gc();

}

如果删除//inner=null;该计划将付诸实施“我被摧毁了!”,但保持评论不会。原因是白色内部实例仍然被引用,GC无法收集它,并且因为它引用(具有指向)外部实例,所以它也没有被收集。项目中有足够的这些对象,可能会耗尽内存。与静态内部类相比,静态内部类不指向内部类实例,因为它与实例无关,而是与类相关。如果将Inner类设置为静态并使用Outer.Inner I=newOuter.Innr()实例化,则上述程序可以打印“我被摧毁了!”;

其他回答

静态嵌套类访问在其中定义的类的PRIVATE类级静态变量。从体系结构的角度来看,这可能是巨大的(即服务定位器模式在服务中使用嵌套的静态助手类),并可能帮助OP了解它们与内部类一起存在的原因。

我认为在上述答案中,真正的区别并不明显。

首先要正确使用条款:

嵌套类是包含在源代码级别的另一个类中的类。如果使用static修饰符声明它,则它是静态的。非静态嵌套类称为内部类。(我使用非静态嵌套类。)

到目前为止,马丁的回答是正确的。然而,实际的问题是:声明一个嵌套类静态或不静态的目的是什么?

如果您只想将类保持在一起(如果它们在主题上属于一起),或者如果嵌套类只在封闭类中使用,则可以使用静态嵌套类。静态嵌套类和其他类之间没有语义差异。

非静态嵌套类是另一种野兽。与匿名内部类类似,此类嵌套类实际上是闭包。这意味着它们捕获其周围范围和封闭实例,并使其可访问。也许一个例子可以说明这一点。查看容器的存根:

public class Container {
    public class Item{
        Object data;
        public Container getContainer(){
            return Container.this;
        }
        public Item(Object data) {
            super();
            this.data = data;
        }

    }

    public static Item create(Object data){
        // does not compile since no instance of Container is available
        return new Item(data);
    }
    public Item createSubItem(Object data){
        // compiles, since 'this' Container is available
        return new Item(data);
    }
}

在这种情况下,您希望具有从子项到父容器的引用。使用非静态嵌套类,这可以在不做任何工作的情况下工作。您可以使用语法Container.this访问容器的封闭实例。

更多核心解释如下:

如果您查看编译器为(非静态)嵌套类生成的Java字节码,可能会更清楚:

// class version 49.0 (49)
// access flags 33
public class Container$Item {

  // compiled from: Container.java
  // access flags 1
  public INNERCLASS Container$Item Container Item

  // access flags 0
  Object data

  // access flags 4112
  final Container this$0

  // access flags 1
  public getContainer() : Container
   L0
    LINENUMBER 7 L0
    ALOAD 0: this
    GETFIELD Container$Item.this$0 : Container
    ARETURN
   L1
    LOCALVARIABLE this Container$Item L0 L1 0
    MAXSTACK = 1
    MAXLOCALS = 1

  // access flags 1
  public <init>(Container,Object) : void
   L0
    LINENUMBER 12 L0
    ALOAD 0: this
    ALOAD 1
    PUTFIELD Container$Item.this$0 : Container
   L1
    LINENUMBER 10 L1
    ALOAD 0: this
    INVOKESPECIAL Object.<init>() : void
   L2
    LINENUMBER 11 L2
    ALOAD 0: this
    ALOAD 2: data
    PUTFIELD Container$Item.data : Object
    RETURN
   L3
    LOCALVARIABLE this Container$Item L0 L3 0
    LOCALVARIABLE data Object L0 L3 2
    MAXSTACK = 2
    MAXLOCALS = 3
}

如您所见,编译器创建了一个隐藏字段Container this$0。这是在构造函数中设置的,该构造函数有一个Container类型的附加参数,用于指定封闭实例。在源代码中看不到该参数,但编译器为嵌套类隐式生成该参数。

马丁的例子

OuterClass.InnerClass innerObject = outerObject.new InnerClass();

将被编译为类似(字节码)的调用

new InnerClass(outerObject)

为完整起见:

匿名类是一个非静态嵌套类的完美例子,它只是没有与之关联的名称,以后无法引用。

嵌套静态类的使用有一个微妙之处,这在某些情况下可能很有用。

尽管静态属性在类通过其构造函数实例化之前被实例化,嵌套静态类内部的静态属性似乎在类的构造函数被调用,或者至少直到属性被首次引用之后,即使它们被标记为“最终”。

考虑以下示例:

public class C0 {

    static C0 instance = null;

    // Uncomment the following line and a null pointer exception will be
    // generated before anything gets printed.
    //public static final String outerItem = instance.makeString(98.6);

    public C0() {
        instance = this;
    }

    public String makeString(int i) {
        return ((new Integer(i)).toString());
    }

    public String makeString(double d) {
        return ((new Double(d)).toString());
    }

    public static final class nested {
        public static final String innerItem = instance.makeString(42);
    }

    static public void main(String[] argv) {
        System.out.println("start");
        // Comment out this line and a null pointer exception will be
        // generated after "start" prints and before the following
        // try/catch block even gets entered.
        new C0();
        try {
            System.out.println("retrieve item: " + nested.innerItem);
        }
        catch (Exception e) {
            System.out.println("failed to retrieve item: " + e.toString());
        }
        System.out.println("finish");
    }
}

即使“nested”和“innerItem”都声明为“static final”。设置nested.innerItem的值在类实例化后才会发生(或至少直到第一次引用嵌套的静态项之后),正如您自己所看到的通过注释和取消注释上面提到的行。这一点不成立对于“outerItem”为true。

至少这是我在Java6.0中看到的。

以下是静态嵌套类和内部类的示例:

外部类.java

public class OuterClass {
     private String someVariable = "Non Static";

     private static String anotherStaticVariable = "Static";  

     OuterClass(){

     }

     //Nested classes are static
     static class StaticNestedClass{
        private static String privateStaticNestedClassVariable = "Private Static Nested Class Variable"; 

        //can access private variables declared in the outer class
        public static void getPrivateVariableofOuterClass(){
            System.out.println(anotherStaticVariable);
        }
     }

     //non static
     class InnerClass{

         //can access private variables of outer class
         public String getPrivateNonStaticVariableOfOuterClass(){
             return someVariable;
         }
     }

     public static void accessStaticClass(){
         //can access any variable declared inside the Static Nested Class 
         //even if it private
         String var = OuterClass.StaticNestedClass.privateStaticNestedClassVariable; 
         System.out.println(var);
     }

}

外部类别测试:

public class OuterClassTest {
    public static void main(String[] args) {

        //access the Static Nested Class
        OuterClass.StaticNestedClass.getPrivateVariableofOuterClass();

        //test the private variable declared inside the static nested class
        OuterClass.accessStaticClass();
        /*
         * Inner Class Test
         * */

        //Declaration

        //first instantiate the outer class
        OuterClass outerClass = new OuterClass();

        //then instantiate the inner class
        OuterClass.InnerClass innerClassExample =  outerClass. new InnerClass();

        //test the non static private variable
        System.out.println(innerClassExample.getPrivateNonStaticVariableOfOuterClass()); 

    }

}

从Java教程:

嵌套类分为两类:静态类和非静态类。声明为静态的嵌套类简单地称为静态嵌套类。非静态嵌套类称为内部类。

使用封闭类名访问静态嵌套类:

OuterClass.StaticNestedClass

例如,要为静态嵌套类创建对象,请使用以下语法:

OuterClass.StaticNestedClass nestedObject = new OuterClass.StaticNestedClass();

作为内部类实例的对象存在于外部类的实例中。考虑以下类别:

class OuterClass {
    ...
    class InnerClass {
        ...
    }
}

InnerClass实例只能存在于OuterClass实例中,并且可以直接访问其封闭实例的方法和字段。

要实例化内部类,必须首先实例化外部类。然后,使用以下语法在外部对象中创建内部对象:

OuterClass outerObject = new OuterClass()
OuterClass.InnerClass innerObject = outerObject.new InnerClass();

请参见:Java教程-嵌套类

为了完整性,请注意还有这样一种东西,即没有封闭实例的内部类:

class A {
  int t() { return 1; }
  static A a =  new A() { int t() { return 2; } };
}

这里,new A(){…}是在静态上下文中定义的内部类,没有封闭实例。