Java進階07 巢狀類
到現在為止,我們都是在Java檔案中直接定義類。這樣的類出現在包(package)的級別上。Java允許類的巢狀定義。
這裡將講解如何在一個類中巢狀定義另一個類。
巢狀
內部類
Java允許我們在類的內部定義一個類。如果這個類是沒有static修飾符,那麼這樣一個巢狀在內部的類稱為
內部類(inner class)。
內部類被認為是外部物件的一個 成員。在定義內部類時,我們同樣有 訪問許可權控制(public, private, protected)。
在使用內部類時,我們要先建立外部物件。由於內部類是外部物件的一個成員,我們可以在物件的內部自由使用內部類:
public class Test { public static void main(String[] args) { Human me = new Human("Vamei"); me.drinkWater(0.3); } }class Human { /** * inner class */ private class Cup { public void useCup(double w) { this.water = this.water - w; } public double getWater() { return this.water; } private double water = 1.0; } /** * constructor */ public Human(String n) { this.myCup = new Cup(); this.name = n; } public void drinkWater(double w) { myCup.useCup(w); System.out.println(myCup.getWater()); } private Cup myCup; private String name; }
上面的例子中,Cup類為內部類。該內部類有private的訪問許可權,因此只能在Human內部使用。這樣,Cup類就成為一個被Human類 專用的類。
如果我們使用其他訪問許可權,內部類也能從外部訪問,比如:
public class Test { public static void main(String[] args) { Human me = new Human("Vamei"); me.drinkWater(0.3); Human.Cup soloCup = me.new Cup(); // be careful here } }class Human { /** * inner class */ class Cup { public void useCup(double w) { this.water = this.water - w; } public double getWater() { return this.water; } private double water = 1.0; } /** * constructor */ public Human(String n) { this.myCup = new Cup(); this.name = n; } public void drinkWater(double w) { myCup.useCup(w); System.out.println(myCup.getWater()); } private Cup myCup; private String name; }
這裡,內部類為預設訪問許可權(包訪問許可權)。我們可以在Test類中訪問Human的內部類Cup,並使用該內部類建立物件。注意我們建立時如何說明型別以及使用new:
Human.Cup soloCup = me.new Cup();
我們在建立內部類物件時,必須基於一個外部類物件(me),並透過該外部類物件來建立Cup物件(me.new)。我將在下一節講述其中的含義。
閉包
可以看到,我們直接建立內部類物件時,必須是基於一個外部類物件。也就是說,內部類物件必須 依附於某個外部類物件。
內部物件與外部物件
與此同時, 內部類物件 可以訪問它所依附的外部類物件的成員(即使是private的成員)。從另一個角度來說,內部類物件附帶有建立時的環境資訊,也就是其他語言中的 閉包(closure)特性。可參考 Python閉包
我們看下面的例子:
public class Test { public static void main(String[] args) { Human me = new Human("Vamei"); Human him = new Human("Jerry"); Human.Cup myFirstCup = me.new Cup(); Human.Cup mySecondCup = me.new Cup(); Human.Cup hisCup = him.new Cup(); System.out.println(myFirstCup.whosCup()); System.out.println(mySecondCup.whosCup()); System.out.println(hisCup.whosCup()); } }class Human { /** * inner class */ class Cup { public String whosCup() { return name; // access outer field } } /** * constructor */ public Human(String n) { this.name = n; } public void changeName(String n) { this.name = n; } private String name; }
執行結果:
Vamei
Vamei
Jerry
在上面的例子中,我們透過內部類物件訪問外部類物件的name成員。當我們基於不同的外部物件建立內部類物件時,所獲得的環境資訊也將隨之變化。
巢狀static類
我們可以在類的內部定義 static類。這樣的類稱為 巢狀static類(nested static class)。
我們可以直接建立巢狀static類的物件,而不需要依附於外部類的某個物件。相應的,巢狀static類也無法呼叫外部物件的方法,也無法讀取或修改外部物件的資料。從效果上看,巢狀static類擴充了類的名稱空間(name space),比如下面的 Human.Mongolian:
public class Test { public static void main(String[] args) { Human.Mongolian him = new Human.Mongolian(); him.Shout(); } }class Human { /** * nested class */ static class Mongolian { public void Shout() { System.out.println("Oh...Ho..."); } } }
在定義巢狀static類時,我們同樣可以有不同的 訪問許可權修飾符。
總結
巢狀類允許我們更好的組織類
內部類實現了閉包
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