内部类提升Java封装性与模块化,成员内部类可访问外部类所有成员并被private修饰以隐藏细节,如LinkedList中Node类;局部内部类定义在方法内,访问外部final变量,用于特定逻辑块;静态内部类不依赖外部实例,常用于Builder模式;匿名内部类实现接口或继承类,用于事件监听等场景。

Java中的内部类是面向对象编程中一个强大且灵活的特性,它允许将一个类定义在另一个类的内部,从而实现更精细的封装与访问控制。合理使用内部类,不仅能增强代码的模块化,还能有效隐藏实现细节。
成员内部类是定义在外部类内部、且不使用 static 修饰的类。它可以访问外部类的所有成员,包括私有字段和方法,而外部类也可以通过创建内部类实例来间接调用其功能。
为了实现良好的封装,通常将内部类声明为 private,防止外部直接访问,仅通过外部类提供的公共方法暴露必要行为。
示例:假设我们要设计一个链表,但不想暴露节点(Node)结构给外部:
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public class LinkedList {
    private Node head;
    // 私有内部类,封装节点结构
    private class Node {
        int data;
        Node next;
        Node(int data) {
            this.data = data;
        }
    }
    // 外部类提供公共方法操作内部类
    public void add(int data) {
        Node newNode = new Node(data);
        if (head == null) {
            head = newNode;
        } else {
            Node current = head;
            while (current.next != null) {
                current = current.next;
            }
            current.next = newNode;
        }
    }
}
这里 Node 类被设为 private,外部无法直接创建或访问,实现了数据结构的封装。
局部内部类定义在方法或作用域内,只能在该方法中使用。它适用于只在特定逻辑块中使用的类,进一步缩小作用范围,提升封装性。
局部内部类可以访问外部类的成员,也可以访问所在方法中的 final 或“实际上的 final”变量。
这种机制常用于事件处理、算法实现等场景。
示例:
public void process() {
    final int threshold = 10;
    class DataProcessor {
        void filter(int[] values) {
            for (int v : values) {
                if (v > threshold) {  // 可访问外部方法的 final 变量
                    System.out.println(v);
                }
            }
        }
    }
    new DataProcessor().filter(new int[]{5, 12, 8, 15});
}
这个 DataProcessor 类只在 process() 方法中有意义,避免污染类命名空间。
使用 static 修饰的内部类称为静态内部类。它不依赖外部类实例,不能访问外部类的非静态成员,适合用来组织相关工具类或配置类。
静态内部类常用于构建器(Builder)模式中,提高API的可读性和封装性。
示例:Builder 模式
public class Computer {
    private String cpu;
    private String ram;
    private Computer(Builder builder) {
        this.cpu = builder.cpu;
        this.ram = builder.ram;
    }
    // 静态内部类作为构建器
    public static class Builder {
        private String cpu;
        private String ram;
        public Builder setCpu(String cpu) {
            this.cpu = cpu;
            return this;
        }
        public Builder setRam(String ram) {
            this.ram = ram;
            return this;
        }
        public Computer build() {
            return new Computer(this);
        }
    }
}
外部可通过 new Computer.Builder() 构建实例,既保持封装,又提升代码可读性。
匿名内部类常用于实现接口或继承类的临时扩展,尤其在事件监听、线程任务中广泛使用。
虽然现代Java倾向于使用Lambda表达式替代,但在需要重写多个方法或继承类时仍具价值。
new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("运行在内部类线程中");
    }
}).start();
该类没有名字,直接在创建时定义,增强了代码紧凑性。
基本上就这些。内部类的合理使用能显著提升Java程序的封装性和可维护性,关键是根据场景选择合适的类型——成员类用于封装结构,局部类用于限定作用域,静态类用于解耦,匿名类用于轻量扩展。不复杂但容易忽略。
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