第24条

静态成员类优于非静态成员类

嵌套类(nested class)是指定义在另一个类的内部的类。嵌套类存在的目的应该只是为它的外围类(enclosing class)提供服务。如果嵌套类将来可能会用于其他的某个环境中，它就应该是顶层类(top-level class)。嵌套类有四种：静态成员类(static member class)、非静态成员类(nonstatic member class)、匿名类(anonymous class)和局部类(local class)。除了第一种之外，其他三种都称为内部类(inner class) 。本条目将告诉你什么时候应该使用哪种嵌套类，以及这样做的原因。

静态成员类是最简单的一种嵌套类。最好把它看作是普通的类，只是碰巧被声明在另一个类的内部而已，它可以访问外围类的所有成员，包括那些声明为私有的成员。静态成员类是外围类的一个静态成员，与其他的静态成员一样，也遵守同样的可访问性规则。如果它被声明为私有的，它就只能在外围类的内部才可以被访问，等等。

静态成员类的一种常见用法是作为公有的辅助类，只有与它的外部类一起使用才有意义。例如，以枚举为例，它描述了计算器支持的各种操作(详见第34条)。Operation枚举应该是Calculator类的公有静态成员类，之后Calculator类的客户端就可以用诸如 Calculator.Operation.PLUS 和 Calculator.Operation.MINUS 这样的名称来引用这些操作。

从语法上讲，静态成员类和非静态成员类之间唯一的区别是，静态成员类的声明中包含修饰符static。尽管它们的语法非常相似，但是这两种嵌套类有很大的不同。非静态成员类的每个实例都隐含地与外围类的一个外围实例(enclosing instance)相关联。在非静态成员类的实例方法内部，可以调用外围实例上的方法，或者利用修饰过的this(qualified this)构造获得外围实例的引用。如果嵌套类的实例可以在它外围类的实例之外独立存在，这个嵌套类就必须是静态成员类：在没有外围实例的情况下，要想创建非静态成员类的实例是不可能的。

当非静态成员类的实例被创建的时候，它和外围实例之间的关联关系也随之被建立起来；而且，这种关联关系以后不能被修改。通常情况下，当在外围类的某个实例方法的内部调用非静态成员类的构造器时，这种关联关系被自动建立起来。使用表达式enclosingInstance.newMemberClass(args)来手工建立这种关联关系也是有可能的，但是很少使用。正如你所预料的那样，这种关联关系需要消耗非静态成员类实例的空间，并且会增加构造的时间开销。

非静态成员类的一种常见用法是定义一个Adapter,它允许外部类的实例被看作是另一个不相关的类的实例。例如，Map接口的实现往往使用非静态成员类来实现它们的集合视图(collection view),这些集合视图是由Map的keySet、entrySet和values方法返回的。同样地，诸如Set和List这种集合接口的实现往往也使用非静态成员类来实现它们的迭代器(iterator)：

// Typical use of a nonstatic member classpublic class MySet<E> extends AbstractSet<E> {  ... // Buik of the class omitted  ©Override public Iterator iterator() (    return new Mylterator();  }  private class Mylterator implements Iterator<E> {  }}

如果声明成员类不要求访问外围实例，就要始终把修饰符static放在它的声明中，使它成为静态成员类，而不是非静态成员类。如果省略了static修饰符，则每个实例都将包含一个额外的指向外围对象的引用。如前所述，保存这份引用要消耗时间和空间，并且会导致外围实例在符合垃圾回收(详见第7条)时却仍然得以保留。由此造成的内存泄漏可能是灾难性的。但是常常难以发现，因为这个引用是不可见的。

私有静态成员类的一种常见用法是代表外围类所代表的对象的组件。以Map实例为例，它把键(key)和值(value)关联起来。许多Map实现的内部都有一个Entry对象，对应于Map中的每个键-值对。虽然每个entry都与一个Map关联，但是entry上的方法(getKey、getValue和setValue)并不需要访问该Map。因此，使用非静态成员类来表示entry是很浪费的：私有的静态成员类是最佳的选择。如果不小心漏掉了entry声明中的static修饰符，该Map仍然可以工作，但是每个entry中将会包含一个指向该Map的引用，这样就浪费了空间和时间。

如果相关的类是导出类的公有或受保护的成员，毫无疑问，在静态和非静态成员类之间做出正确的选择是非常重要的。在这种情况下，该成员类就是导出的API元素，在后续的发行版本中，如果不违反向后兼容性，就无法从非静态成员类变为静态成员类。

顾名思义，匿名类是没有名字的。它不是外围类的一个成员。它并不与其他的成员一起被声明，而是在使用的同时被声明和实例化。匿名类可以出现在代码中任何允许存在表达式的地方。当且仅当匿名类出现在非静态的环境中时，它才有外围实例。但是即使它们出现在静态的环境中，也不可能拥有任何静态成员，而是拥有常数变量(constant variable),常数变量是final基本类型，或者被初始化成常量表达式的字符串域。

匿名类的运用受到诸多的限制。除了在它们被声明的时候之外，是无法将它们实例化的。不能执行instanceof测试，或者做任何需要命名类的其他事情。无法声明一个匿名类来实现多个接口，或者扩展一个类，并同时扩展类和实现接口。除了从超类型中继承得到之外，匿名类的客户端无法调用任何成员。由于匿名类出现在表达式中，它们必须保持简短(大约10行或者更少)，否则会影响程序的可读性。

在Java中增加lambda(详见第6章)之前，匿名类是动态地创建小型函数对象(function object)和过程对象(process object)的最佳方式，但是现在会优先选择lambda(详见第42条)。匿名类的另一种常见用法是在静态工厂方法的内部(参见第20条中的intArrayAsList方法)。

局部类是四种嵌套类中使用最少的类。在任何“可以声明局部变量”的地方，都可以声明局部类，并且局部类也遵守同样的作用域规则。局部类与其他三种嵌套类中的每一种都有一些共同的属性。与成员类一样，局部类有名字，可以被重复使用。与匿名类一样，只有当局部类是在非静态环境中定义的时候，才有外围实例，它们也不能包含静态成员。与匿名类一样，它们必须非常简短，以便不会影响可读性。

总而言之，共有四种不同的嵌套类，每一种都有自己的用途。如果一个嵌套类需要在单个方法之外仍然是可见的，或者它太长了，不适合放在方法内部，就应该使用成员类。如果成员类的每个实例都需要一个指向其外围实例的引用，就要把成员类做成非静态的；否则，就做成静态的。假设这个嵌套类属于一个方法的内部，如果你只需要在一个地方创建实例，并且已经有了一个预置的类型可以说明这个类的特征，就要把它做成匿名类；否则，就做成局部类。

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