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

内部类的实例是在创建外部类的实例时创建的。因此,内部类的成员和方法可以访问外部类的实例(对象)的成员和对象。当外部类的实例超出范围时,内部类实例也将停止存在。

静态嵌套类没有具体实例。它只是在第一次使用时加载的(就像静态方法一样)。它是一个完全独立的实体,其方法和变量不能访问外部类的实例。

静态嵌套类不与外部对象耦合,它们速度更快,并且不占用堆/堆栈内存,因为不需要创建此类的实例。因此,经验法则是尽量使用有限的范围(private>=class>=protected>=public)定义静态嵌套类,然后将其转换为内部类(通过删除“static”标识符),如果确实有必要,则放宽范围。

其他回答

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。

这里是Java内部类和静态嵌套类之间的关键区别和相似之处。

希望它有帮助!

内部类

可以访问实例和静态方法以及字段的外部类与封闭类的实例关联,因此要实例化它,首先需要一个外部类的实例(注意new关键字place):Outerclass.InnerClass innerObject=outerObject.new InnerClass();无法定义任何静态成员本身不能有类或接口声明

静态嵌套类

无法访问外部类实例方法或字段不与封闭类的任何实例关联,因此要实例化它:OuterClass.StaticNestedClass嵌套对象=新OuterClass.staticNestClass();

相似之处

两个内部类甚至可以访问外部类的私有字段和方法外部类也可以访问内部类的私有字段和方法两个类都可以具有私有、受保护或公共访问修饰符

为什么使用嵌套类?

根据Oracle文档,有几个原因(完整文档):

这是一种对仅在一个地方使用的类进行逻辑分组的方法:如果一个类只对另一个类有用,那么将其嵌入该类并将两者保持在一起是合乎逻辑的。嵌套这样的“助手类”使它们的包更加精简。它增加了封装:考虑两个顶级类A和B,其中B需要访问A的成员,否则这些成员将被声明为私有。通过将类B隐藏在类A中,可以将A的成员声明为私有,B可以访问它们。此外,B本身可以对外界隐藏。它可以产生更可读和可维护的代码:将小类嵌套在顶级类中,使代码更接近使用它的地方。

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。

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。

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。