Java嵌套类型声明详解

### Java 嵌套类型声明详解 #### 1. 嵌套类型声明概述 在 Java 编程中，嵌套类型是一种强大且灵活的特性。当一个类、接口或枚举类型在另一个类型声明内部被声明时，就形成了嵌套类型。具体来说，在另一个类型声明中声明的类称为嵌套类，接口称为嵌套接口，枚举类型称为嵌套枚举类型。而未嵌套的类、枚举类型或接口则被称为顶级类型。 嵌套类型主要分为以下几类： - 静态成员类、枚举和接口 - 非静态成员类 - 局部类 - 匿名类 其中，后三类统称为内部类。内部类与非内部类的一个重要区别在于，内部类的实例可能与外部类的实例相关联，这个外部类的实例被称为直接外部实例。内部类的实例可以通过简单名称访问其直接外部实例的成员。 以下是一个嵌套类型声明的示例代码： ```java class TLC { // (1) 顶级类 static class SMC {/*...*/} // (2) 静态成员类 interface SMI {/*...*/} // (3) 静态成员接口 class NSMC {/*...*/} // (4) 非静态成员（内部）类 void nsm() { class NSLC {/*...*/} // (5) 非静态上下文中的局部（内部）类 } static void sm() { class SLC {/*...*/} // (6) 静态上下文中的局部（内部）类 } SMC nsf = new SMC() { // (7) 非静态上下文中的匿名（内部）类 /*...*/ }; static SMI sf = new SMI() { // (8) 静态上下文中的匿名（内部）类 /*...*/ }; enum SME {/*...*/} // (9) 静态成员枚举 } ``` 不同类型的嵌套类型在声明上下文、可访问性修饰符、是否关联外部实例、对外部上下文的直接访问以及类型主体中可声明的内容等方面存在差异，具体如下表所示： | 类型 | 声明上下文 | 可访问性修饰符 | 外部实例 | 对外部上下文的直接访问 | 类型主体中的声明 | | --- | --- | --- | --- | --- | --- | | 顶级类、枚举或接口 | 包 | public 或默认 | 否 | 不适用 | 分别在类、枚举或接口主体中有效的所有声明 | | 静态成员类、枚举或接口 | 作为顶级类型或嵌套静态类型的成员 | 所有 | 否 | 外部上下文中的静态成员 | 分别在类、枚举或接口主体中有效的所有声明 | | 非静态成员类 | 作为外部类型的非静态成员 | 所有 | 是 | 外部上下文中的所有成员 | 仅非静态声明 + 最终静态字段 | | 局部类（非静态上下文） | 非静态上下文中的块 | 无 | 是 | 外部上下文中的所有成员 + 最终局部变量 | 仅非静态声明 + 最终静态字段 | | 局部类（静态上下文） | 静态上下文中的块 | 无 | 否 | 外部上下文中的静态成员 + 最终局部变量 | 仅非静态声明 + 最终静态字段 | | 匿名类（非静态上下文） | 非静态上下文中的表达式 | 无 | 是 | 外部上下文中的所有成员 + 最终局部变量 | 仅非静态声明 + 最终静态字段 | | 匿名类（静态上下文） | 静态上下文中的表达式 | 无 | 否 | 外部上下文中的静态成员 + 最终局部变量 | 仅非静态声明 + 最终静态字段 | 需要注意的是，嵌套类型不能与其任何外部类型同名。 #### 2. 静态成员类型 ##### 2.1 声明和使用静态成员类型 静态成员类、枚举类型或接口包含的声明与普通顶级类、枚举类型或接口允许的声明相同。静态成员类必须使用关键字 `static` 显式声明，作为外部类型的静态成员。嵌套接口被认为是隐式静态的，因此可以省略 `static` 关键字。嵌套枚举类型在这方面与嵌套接口类似，它们也是静态成员。 静态成员类、枚举类型和接口只能在顶级类型声明或其他嵌套静态成员中声明。以下是一个静态成员类型的示例代码： ```java //Filename: ListPool.java package smc; public class ListPool { // (1) 顶级类 public static class MyLinkedList { // (2) 静态成员类 private interface ILink { } // (3) 静态成员接口 public static class BiNode implements IBiLink { } // (4) 静态成员类 } interface IBiLink extends MyLinkedList.ILink { } // (5) 静态成员接口 } //Filename: MyBiLinkedList.java package smc; public class MyBiLinkedList implements ListPool.IBiLink { // (6) ListPool.MyLinkedList.BiNode objRef1 = new ListPool.MyLinkedList.BiNode(); // (7) //ListPool.MyLinkedList.ILink ref; // (8) 编译时错误！ } ``` 静态成员类或接口的全名包括其在词法上嵌套的类和接口的名称。例如，上述代码中成员类 `BiNode` 的全名是 `ListPool.MyLinkedList.BiNode`，成员接口 `IBiLink` 的全名是 `ListPool.IBiLink`。每个成员类或接口通过这种命名语法唯一标识，这是包命名方案的扩展。全名可以像任何其他顶级类或接口名称一样使用。 静态成员类可以像顶级类一样实例化，无需引用外部上下文的任何实例。例如，在上述代码的 `(7)` 处，使用 `new` 运算符创建了静态成员类 `BiNode` 的实例。 如果编译包含上述声明的 `ListPool.java` 文件，将在 `smc` 包中生成以下类文件： - ListPool$MyLinkedList$BiNode.class - ListPool$MyLinkedList$ILink.class - ListPool$MyLinkedList.class - ListPool$IBiLink.class - ListPool.class 可以看到，完整的类名与类文件名（去掉扩展名）相对应，美元符号 `$` 被点号 `.` 替换。 虽然很少有理由从包中导入嵌套类型，因为这会破坏此类类型实现的封装性，但编译单元可以使用导入功能为成员类