一个对象具有所有类成员的副本（静态成员除外），那么对象是否也具有内部类的副本？

Question

对象拥有所有类成员的副本（静态成员除外），那么对象是否也拥有内部类的副本？

下面是我的代码：

    package com.example;

        
    class outerClass{
        
         class innnerClass{
            
            }
    }


    public class A{

      public void main(String[] args){
        outerClass obj1 = new outerClass();

        outerClass.innerClass obj2 = obj1.new innerClass();
      }
    }

我的疑问是 obj2 是“innerClass 是outerClass 的成员”的一个实例，还是“innerClass 是obj1 对象的成员”的一个实例？

Answer 1

当你查看the tutorial 之类的东西时，你可能会发现类似这样的句子

当从同一个类蓝图创建多个对象时，它们每个都有自己不同的实例变量副本。

注意它说的是变量，而不是成员。但即使这样也过于简单化了。这实际上意味着，对象可以有不同的实例变量值。变量的定义（包括注释及其值）是不变的，将它们复制到对象会导致毫无意义的相同副本。

同样，方法的声明，包括它们的代码，都是不变的，因此，复制它们是没有意义的。但是对实例进行操作的方法的有效行为可能会有所不同，因为它们可能对不同的值进行操作。

这同样适用于内部类。它们的定义是不变的，不需要复制它们。但是非静态内部类实例与可能具有不同字段值的外部实例相关联，可能会导致内部类方法的不同行为。

在您的示例中，外部类中没有实例字段，内部类中没有方法，具体取决于外部对象的状态，因此您使用哪个外部实例来实例化内部类对象没有区别（除了一些对垃圾收集的影响很小）。

当您将状态添加到外部实例并将依赖行为添加到内部时，情况会发生变化：

public class Outer {
    boolean even;
  
    Outer(boolean even) {
      this.even = even;
    }
  
    class Inner {
        @Override
        public String toString() {
          return even? "Even": "Odd";
        }
    }
  
    public static void main(String[] args) {
        Inner i1 = new Outer(true).new Inner();
        Inner i2 = new Outer(false).new Inner();
  
        System.out.println(i1);
        System.out.println(i2);
    }
}

这里，两个Inner 实例由于用于创建它们的外部对象而表现出不同的行为。不过，这并不意味着复制了类定义。

从 JDK 16 开始，您将能够向内部类添加静态成员。在这一点上，重要的是不要为每个外部实例复制内部类，换句话说，内部类的静态成员在运行时中只存在一次，就像顶级静态成员或嵌套静态类一样。

例如我们将能够将示例更改为

public class Outer {
    boolean even;
  
    Outer(boolean even) {
      this.even = even;
    }
  
    class Inner {
        static {
            System.out.println("Inner initialized");
        }
        @Override
        public String toString() {
          return even? "Even": "Odd";
        }
    }
  
    public static void main(String[] args) {
        Inner i1 = new Outer(true).new Inner();
        Inner i2 = new Outer(false).new Inner();
  
        System.out.println(i1);
        System.out.println(i2);
    }
}

这将适用于 JDK 16 及更高版本，并且只打印一次“内部初始化”，而不是两次。

Answer 2

是的。外部类的每个实例都将拥有自己的非静态内部类副本。

我们知道这一点，因为给定类的每个实例都将收到该类所有非静态成员的自己的副本，如 documentation 所述：

当从同一个类蓝图创建多个对象时，它们每个都有自己不同的实例变量副本。

由于非静态内部类实际上是该类的实例成员，因此每次创建其外部类的新实例时都会生成它的唯一副本。换句话说，非静态内部类就像非静态方法或字段一样被复制。

此外，您不能在非静态内部类 (as explained in this StackOverflow answer) 中声明任何静态成员，考虑到非静态内部类没有外部类的实例就无法存在，这是有道理的。由于非静态内部类的唯一副本是为其外部类的每个实例创建的，因此它不能包含任何静态成员。