探讨Java内部类的可见性

秒速五厘米 2022-01-15 16:49 210阅读 0赞

在Java中，当生成一个内部类的对象时，此对象与制造它的外部类通过外部类的.this保持着联系，因此该内部类对象可以访问其外部类对象的所有成员，包括private成员。

而该内部类对象对于其他类的对象的访问，遵照常规的访问权限语法，这一点也没有什么特别支持。这里需要探讨的是，外部类以及其他类的对象可以如何访问到某个内部类对象，即内部类的可见性问题。

下面是一个示例程序Out.java，其中包含了4个不同访问权限的内部类（private,default,protected,public），在每个内部类中，分别包含4个不同访问权限的成员与方法。在外部类Out中提供了得到内部类实例的方法。

Out.java

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="width:426.1pt;"> package&nbsp;com.zj.main; public&nbsp;class&nbsp;Out { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;public&nbsp;PrivateIn getPrivateIn(){ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;return&nbsp;new&nbsp;PrivateIn(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} &nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;public&nbsp;DefaultIn getDefaultIn(){ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;return&nbsp;new&nbsp;DefaultIn(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} &nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;public&nbsp;ProtectedIn getProtectedIn(){ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;return&nbsp;new&nbsp;ProtectedIn(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} &nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;public&nbsp;PublicIn getPublicIn(){ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;return&nbsp;new&nbsp;PublicIn(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} &nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;private&nbsp;class&nbsp;PrivateIn&nbsp;implements&nbsp;InMethod{ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;private&nbsp;int&nbsp;private_arg; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;int&nbsp;default_arg; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;protected&nbsp;int&nbsp;protected_arg; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;public&nbsp;int&nbsp;public_arg; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;private&nbsp;void&nbsp;private_method(){}; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;void&nbsp;default_method(){}; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;protected&nbsp;void&nbsp;protected_method(){}; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;public&nbsp;void&nbsp;public_method(){}; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} &nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;class&nbsp;DefaultIn&nbsp;implements&nbsp;InMethod{ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;private&nbsp;int&nbsp;private_arg; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;int&nbsp;default_arg; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;protected&nbsp;int&nbsp;protected_arg; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;public&nbsp;int&nbsp;public_arg; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;private&nbsp;void&nbsp;private_method(){}; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;void&nbsp;default_method(){}; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;protected&nbsp;void&nbsp;protected_method(){}; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;public&nbsp;void&nbsp;public_method(){}; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} &nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;protected&nbsp;class&nbsp;ProtectedIn&nbsp;implements&nbsp;InMethod{ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;private&nbsp;int&nbsp;private_arg; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;int&nbsp;default_arg; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;protected&nbsp;int&nbsp;protected_arg; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;public&nbsp;int&nbsp;public_arg; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;private&nbsp;void&nbsp;private_method(){}; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;void&nbsp;default_method(){}; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;protected&nbsp;void&nbsp;protected_method(){}; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;public&nbsp;void&nbsp;public_method(){}; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} &nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;public&nbsp;class&nbsp;PublicIn&nbsp;implements&nbsp;InMethod{ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;private&nbsp;int&nbsp;private_arg; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;int&nbsp;default_arg; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;protected&nbsp;int&nbsp;protected_arg; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;public&nbsp;int&nbsp;public_arg; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;private&nbsp;void&nbsp;private_method(){}; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;void&nbsp;default_method(){}; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;protected&nbsp;void&nbsp;protected_method(){}; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;public&nbsp;void&nbsp;public_method(){}; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;public&nbsp;static&nbsp;void&nbsp;main(String[] args){ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//create an outer object &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Out out=new&nbsp;Out(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//create a private inner object by 'new' &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Out.PrivateIn privateIn=out.new&nbsp;PrivateIn(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;privateIn.private_arg=0; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;privateIn.private_method(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;// create a private inner object&nbsp;&nbsp;by 'out's method' &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Out.PrivateIn privateIn2 = out.getPrivateIn(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;privateIn2.private_arg&nbsp;= 0; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;privateIn2.private_method(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} } </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

所有的4个内部类都实现了一个接口InMethod，该接口的作用在下文中会有讨论。下面先讨论内部类所在的外部类对其内部类对象的访问权限问题。

**1.****外部类的访问**

我们通过两种两种方式试图创建内部类的实例。

方式一 OuterClassName.InnerClassName inner=new Ouer().new Inner();

通过外部类对象.new 的方式，可以得到private inner class 的实例，并且可以访问它的private成员和private方法。自然default、protected和public的都可以访问。

方式二 通过外部类方法get InnerInstance()

此种方法也可以访问所有内部类的所有成员和方法。

所以，一个内部类的对象对生成它的外部类对象是完全可见的，包括private内部类、private成员与private方法。

**2.****同包其他类的访问**

下面，在同一个包内创建一个SamePackage.java类，试图访问Out类的所有内部类。

SamePackage.java

方式一 OuterClassName.InnerClassName inner=new Ouer().new Inner();

使用方式一试图得到private 内部类失败，根本得不到内部类的句柄。

//create a private inner object by 'new'

//Out.PrivateIn privateIn=out.new PrivateIn();

//->error: Out.PrivateIn is not visible.

但是可以正常的访问default访问权限的内部类的对象。当然是访问不到它的private成员和private方法的。自然protected和public的都可以访问。

方式二 通过外部类方法get InnerInstance()

虽然可以调用外部类对象的getInnerInstance()方法，但由于得不到private内部类的句柄，所以此种方法无法创建private内部类的实例。

// create a private inner object by 'out's method'

//Out.PrivateIn privateIn2 = out.getPrivateIn();

//->error:Out.PrivateIn is not visible through out.getPrivateIn() is visible.

但由于所有的内部类都实现了接口InMethod。

<<interface>> InMethod.java

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="width:426.1pt;"> public&nbsp;interface&nbsp;InMethod { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;void&nbsp;public_method(); } </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

所以还是可以通过接口的引用访问到private内部类的public方法。自然default、protected和public的都可以访问这个public方法。

// create a private inner object by 'out's method',

// but use Interface reference to handle it

InMethod privateIn=out.getPrivateIn();

privateIn.public\_method();

**3.****不同包其他类的访问**

在另一个包中建立一个类DifferPackage.java。

DifferPackage.java

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="width:426.1pt;"> package&nbsp;com.zj.other; import&nbsp;com.zj.main.InMethod; import&nbsp;com.zj.main.Out; public&nbsp;class&nbsp;DifferPackage { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;public&nbsp;static&nbsp;void&nbsp;main(String[] args){ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//create an outer object &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Out out=new&nbsp;Out(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//create a public inner object by 'new' &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Out.PublicIn publicIn=out.new&nbsp;PublicIn(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;publicIn.public_arg=0; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;publicIn.public_method(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;// create a public inner object by 'out's method' &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Out.PublicIn publicIn2 = out.getPublicIn(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;publicIn2.public_arg=0; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;publicIn2.public_method(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;//use Interface reference &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;InMethod method; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;method=out.getPrivateIn(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;method.public_method(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;method=out.getDefaultIn(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;method.public_method(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;method=out.getProtectedIn(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;method.public_method(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;method=out.getPublicIn(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;method.public_method(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} } </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

通过new方式和getInnerInstance()方法只能访问public内部类的public成员和public方法；如果使用接口的引用，则可以访问所有4个内部类的public方法。

**4.****不同包继承类的访问**

在另一个包中建立一个类DifferPackageExtend.java，它继承自外部类Out。

DifferPackageExtend.java

通过new方式，虽然可以得到内部类的句柄Out.ProtectedIn，但该内部类的构造子却不可见。

通过getInnerInstance()方法得到protected内部类的对象，但只能访问到public成员和public方法。由此可知，protected内部类并不关心是否有其他类继承自它的外部类。所有protected访问权限不在此种情况下适用。