Java 中引入内部类的意义?

0 2019-9-4 23:50

前言

这是个好问题,因为它让我想起来自己刚学到内部类时候的“想用的冲动”。

导致我代码里到处都是层层的内部类套嵌。不但经常搞得静态域错误一堆(内部类不允许有static成员字段),而且过一段时间自己都搞不清当初写的是什么。

一个很重要的设计准则是:设计是做减法,能不用模式就不用模式。

这个准则对内部类来说同样适用。

所以回答这个问题的基调应该是:

能不用内部类就不用内部类。

实践

我以前觉得内部类用来有针对性地暴露外部类的特定接口,比一下子把整个对象都给人家要好。比如说下面代码中的外部类Outer实现了三个接口方法,能跑,能飞,能思考。然后有三个方法getRunner(),getFlyer(),getThinker()有针对性地对外暴露部分功能接口。

 public interface Runnable{ public void run(); } 
 public interface Flyable{ public void fly(); }
  public interface Thinkable{ public void think(); } 
  public class Outer{ public void run(){ //do something }  
  public void fly(){ //do something } 
  public void think(){ //do something } 
  public class Runner implements Runnable{ public void run(){Outer.this.run();} } 
  public class Flyer implements Flyable{ public void fly(){Outer.this.fly();} }
   public class Thinker implements Thinkable{ public void think(){Outer.this.think();} } 
   public Runner getRunner(){return new Runner();} 
   public Flyer getFlyer(){return new Flyer();} 
   public Thinker getThinker(){return new Thinker();}
    }

但实际上直接实现三个接口不是就很好嘛。用内部类根本算不上优雅,多了很多代码。仅仅为了暴露接口根本不需要使用内部类。

public interface Runnable{ public void run(); }
 public interface Flyable{ public void fly(); } 
 public interface Thinkable{ public void think(); } 
 public class Outer implements,Runnable,Flyable,Thinkable{ public void run(){ //do something } public void fly(){ //do something } public void think(){ //do something } }

再或者说常见的控制框架。我们定义个Event接口,必须有action()方法。在外部类里定义事件处理的流程。然后定义了几个实现Event接口的内部类。

public interface Event{ public void action(); } public class Controller{ private int id; private List<Event> list=new ArrayList<Event>(); public void prepare(){ //put new events into the list } public void doEvents(){ //do every events in the list } public class A implements Event{ public void action(){ //do something } } public class B implements Event{ public void action(){ //do something } } }

但这也不是非内部类不可。独立定义A,B类,最后再把Event对象组合到Controller里完全可以,而且更简洁易读。

另外,说到内部类,经常会提到闭包,回调。但内部类也不是唯一的方案。简单的继承,组合都能实现同等的数据封装效果。

但Java到底需不需要内部类?答案还是需要的。Java引入内部类的真正意义就在于,还是有很多情况,没有内部类是处理不了的,或者用内部类处理起来更加优雅。

还是第一个例子。如果外部类不止有一种接口实现方法。如果我实现了Runnable接口,就只能定义一个run()方法。这时候内部类就派用场了。比如,企鹅既会跑,又会游泳。所以它的两个内部类实现两种不同的run()。可以返回两种不同的Runnable引用。

public interface Runnable{ public void run(); } public class Penguin{ public void run(){ //do something } public void swim(){ //do something } public class Running implements Runnable{ public void run(){Penguin.this.run();} } public class Swimming implements Runnable{ public void run(){Penguin.this.swim();} } public Runner getRunner(){return new Running();} public Flyer getSwimmer(){return new Swimming();} }

另一种典型场景就是多继承。如果外部类已经继承了某个基类,比如说企鹅继承自鸟类。但Runnable这时候正好是一个abstract抽象类呢?Java不支持多继承,内部类可以解决这个问题。

public class Bird{ //some code here } public abstract class Runnable{ public abstract void run(); } public class Penguin extends Bird{ public class Runner extends Runnable{ //do something } public Runner penguinCanRun(){return new Runner();} }

刚才提到了控制框架可以不用内部类。但实际上你看看事件驱动的Swing里到处都是内部类。为什么呢?因为有大量的事件,而且多数事件的相应方法只被用到了一次。用内部类是为了控制类的数量,考虑的是更好地封装。

内部类另外一个好的特性就是它独立于外部类,不会像组合一样随着外部类的初始化而一起被初始化。而是在我们需要它的时候再创建它。比如说容器里的迭代器,需要我们手动创建。作为可选组件存在于外部类中,不会增加外部类的负担。

总之,要知道什么时候真正需要内部类,先要搞清楚什么时候可以不用内部类。内部类不是大力丸,不要滥用内部类