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。

其他回答

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。

嵌套类的另一个用例,除了已经提到的那些用例之外,是当嵌套类具有只能从外部类访问的方法时。这是可能的,因为外部类可以访问嵌套类的私有构造函数、字段和方法。

在下面的示例中,银行可以发行具有私有构造函数的Bank.CreditCard,并可以使用Bank.credit card的私有setLimit(…)实例方法根据当前银行策略更改信用卡的限额。从任何其他类只能访问Bank.CreditCard的公共方法。

public class Bank {

    // maximum limit as per current bank policy
    // is subject to change
    private int maxLimit = 7000;

    // ------- PUBLIC METHODS ---------

    public CreditCard issueCard(
            final String firstName,
            final String lastName
    ) {
        final String number = this.generateNumber();
        final int expiryDate = this.generateExpiryDate();
        final int CVV = this.generateCVV();
        return new CreditCard(firstName, lastName, number, expiryDate, CVV);
    }


    public boolean setLimit(
            final CreditCard creditCard,
            final int limit
    ) {
        if (limit <= this.maxLimit) {    // check against current bank policy limit
            creditCard.setLimit(limit);  // access private method Bank.CreditCard.setLimit(int)
            return true;
        }
        return false;
    }

    // ------- PRIVATE METHODS ---------

    private String generateNumber() {
        return "1234-5678-9101-1123";   // the numbers should be unique for each card
    }


    private int generateExpiryDate() {
        return 202405;                  // date is YYYY=2024, MM=05
    }


    private int generateCVV() {
        return 123;                     // is in real-life less predictable
    }


    // ------- PUBLIC STATIC NESTED CLASS ---------

    public static final class CreditCard {
        private final String firstName;
        private final String lastName;
        private final String number;
        private final int expiryDate;
        private final int CVV;

        private int balance;
        private int limit = 100; // default limit

        // the constructor is final but is accessible from outer class
        private CreditCard(
                final String firstName,
                final String lastName,
                final String number,
                final int expiryDate,
                final int CVV
        ) {
            this.firstName = firstName;
            this.lastName = lastName;
            this.number = number;
            this.expiryDate = expiryDate;
            this.CVV = CVV;
        }

        // ------- PUBLIC METHODS ---------

        public String getFirstName() {
            return this.firstName;
        }

        public String getLastName() {
            return this.lastName;
        }

        public String getNumber() {
            return this.number;
        }

        public int getExpiryDate() {
            return this.expiryDate;
        }

        // returns true if financial transaction is successful
        // otherwise false
        public boolean charge(final int amount) {
            final int newBalance = this.balance - amount;
            if (newBalance < -this.limit) {
                return false;
            }
            this.balance = newBalance;
            return true;
        }

        // ------- PRIVATE METHODS ---------

        private int getCVV() {
            return this.CVV;
        }

        private int getBalance() {
            return this.balance;
        }

        private void setBalance(final int balance) {
            this.balance = balance;
        }

        private int getLimit() {
            return limit;
        }

        private void setLimit(final int limit) {
            this.limit = limit;
        }
    }
}

首先,没有这样的类称为静态类。与内部类一起使用的静态修饰符(称为嵌套类)表示它是外部类的静态成员,这意味着我们可以像其他静态成员一样访问它,而不需要外部类的任何实例。(这本来就是静态的好处。)

使用嵌套类和常规内部类之间的区别是:

OuterClass.InnerClass inner = new OuterClass().new InnerClass();

首先我们可以实例化Outerclass,然后我们可以访问Inner。

但如果类是嵌套的,则语法为:

OuterClass.InnerClass inner = new OuterClass.InnerClass();

它使用静态语法作为静态关键字的正常实现。

简单来说,我们需要嵌套类,主要是因为Java不提供闭包。

嵌套类是在另一个封闭类的主体内定义的类。它们有两种类型——静态和非静态。

它们被视为封闭类的成员,因此您可以指定四个访问说明符中的任意一个-私有、包、受保护和公共。对于顶级类,我们没有这种奢侈,它只能声明为public或packageprivate。

内部类(也称为非堆栈类)可以访问顶级类的其他成员,即使它们被声明为私有,而静态嵌套类不能访问顶级类中的其他成员。

public class OuterClass {
    public static class Inner1 {
    }
    public class Inner2 {
    }
}

Inner1是我们的静态内部类,Inner2是我们的非静态内部类。它们之间的关键区别是,如果没有Outer,就无法创建Inner2实例,因为您可以独立创建Inner1对象。

你什么时候使用内部类?

想象一下这样一种情况:a类和B类是相关的,B类需要访问a类成员,而B类只与a类相关。

为了创建内部类的实例,需要创建外部类的实例。

OuterClass outer = new OuterClass();
OuterClass.Inner2 inner = outer.new Inner2();

or

OuterClass.Inner2 inner = new OuterClass().new Inner2();

什么时候使用静态内部类?

当您知道静态内部类与封闭类/顶层类的实例没有任何关系时,可以定义它。如果您的内部类不使用外部类的方法或字段,这只是浪费空间,所以请将其设置为静态。

例如,要为静态嵌套类创建对象,请使用以下语法:

OuterClass.Inner1 nestedObject = new OuterClass.Inner1();

静态嵌套类的优点是它不需要包含类/顶级类的对象来工作。这可以帮助您减少应用程序在运行时创建的对象数量。

嗯……内部类是嵌套类……您是指匿名类和内部类吗?

编辑:如果您实际上是指内部v.s.匿名:内部类只是在类中定义的类,例如:

public class A {
    public class B {
    }
}

…而匿名类是匿名定义的类的扩展,因此没有定义实际的“类”,如:

public class A {
}

A anon = new A() { /* You could change behavior of A here */ };

进一步编辑:

维基百科声称Java存在差异,但我已经用Java工作了八年,这是我第一次听到这样的区别——更不用说那里没有引用来支持这一说法……总之,内部类是在类中定义的类(静态或非静态),嵌套只是另一个意思相同的术语。

静态和非静态嵌套类之间有一个微妙的区别……基本上,非静态内部类可以隐式访问封闭类的实例字段和方法(因此它们不能在静态上下文中构造,这将是编译器错误)。另一方面,静态嵌套类不具有对实例字段和方法的隐式访问,并且可以在静态上下文中构造。