探讨Java内部类的可见性
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
package com.zj.main; public class Out { public PrivateIn getPrivateIn(){ return new PrivateIn(); } public DefaultIn getDefaultIn(){ return new DefaultIn(); } public ProtectedIn getProtectedIn(){ return new ProtectedIn(); } public PublicIn getPublicIn(){ return new PublicIn(); } private class PrivateIn implements InMethod{ private int private_arg; int default_arg; protected int protected_arg; public int public_arg; private void private_method(){}; void default_method(){}; protected void protected_method(){}; public void public_method(){}; } class DefaultIn implements InMethod{ private int private_arg; int default_arg; protected int protected_arg; public int public_arg; private void private_method(){}; void default_method(){}; protected void protected_method(){}; public void public_method(){}; } protected class ProtectedIn implements InMethod{ private int private_arg; int default_arg; protected int protected_arg; public int public_arg; private void private_method(){}; void default_method(){}; protected void protected_method(){}; public void public_method(){}; } public class PublicIn implements InMethod{ private int private_arg; int default_arg; protected int protected_arg; public int public_arg; private void private_method(){}; void default_method(){}; protected void protected_method(){}; public void public_method(){}; } public static void main(String[] args){ //create an outer object Out out=new Out(); //create a private inner object by 'new' Out.PrivateIn privateIn=out.new PrivateIn(); privateIn.private_arg=0; privateIn.private_method(); // create a private inner object by 'out's method' Out.PrivateIn privateIn2 = out.getPrivateIn(); privateIn2.private_arg = 0; privateIn2.private_method(); } }
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
package com.zj.main; public class SamePackage { public static void main(String[] args) { // create an outer object Out out = new Out(); //create a private inner object by 'new' //Out.PrivateIn privateIn=out.new PrivateIn(); //->error: Out.PrivateIn is not visible. // create a default inner object by 'new' Out.DefaultIn defaultIn = out.new DefaultIn(); //defaultIn.private_arg=0;->error:not visible defaultIn.default_arg = 0; //defaultIn.private_method();->error:not visible defaultIn.default_method(); // 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. // create a private inner object by 'out's method'， // but use Interface reference to handle it InMethod privateIn=out.getPrivateIn(); privateIn.public_method(); } }
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
public interface InMethod { void public_method(); }
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
package com.zj.other; import com.zj.main.InMethod; import com.zj.main.Out; public class DifferPackage { public static void main(String[] args){ //create an outer object Out out=new Out(); //create a public inner object by 'new' Out.PublicIn publicIn=out.new PublicIn(); publicIn.public_arg=0; publicIn.public_method(); // create a public inner object by 'out's method' Out.PublicIn publicIn2 = out.getPublicIn(); publicIn2.public_arg=0; publicIn2.public_method(); //use Interface reference InMethod method; method=out.getPrivateIn(); method.public_method(); method=out.getDefaultIn(); method.public_method(); method=out.getProtectedIn(); method.public_method(); method=out.getPublicIn(); method.public_method(); } }
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
package com.zj.other; import com.zj.main.Out; public class DifferPackageAndExtend extends Out{ public static void main(String[] args){ //create an DifferPackageAndExtend's object，which extends Out Out extend=new DifferPackageAndExtend(); //create a protected inner object by 'new' //Out.ProtectedIn protectedIn=extend.new ProtectedIn(); //->error:The constructor Out.ProtectedIn() is not visible // create a protected inner object by 'out's method' Out.ProtectedIn protectedIn=extend.getProtectedIn(); protectedIn.public_arg=0; protectedIn.public_method(); } }
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。
