java类中创建静态类

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mob64ca12f028ff 2024-08-03 08:45:06 ©著作权

文章标签 内部类外部类 Java 文章分类 Java 后端开发

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Java类中创建静态类

在Java中，类的嵌套是指在一个类的内部定义另一个类。静态内部类是其中的一种，它在Java中具有重要的意义和用途。静态内部类与外部类之间可以有着紧密的关系，但静态内部类的存在并不依赖于外部类的实例。这使得静态内部类在某些场景下特别适用。

什么是静态内部类？

静态内部类是在外部类中定义的类，但是它是用static关键字声明的。这意味着，静态内部类可以不依赖于外部类的实例，就能够创建自己的实例。在静态内部类中，我们可以访问外部类的静态成员，但无法直接访问外部类的实例成员。

以下是一个简单的代码示例，展示了如何在Java类中创建一个静态内部类。

public class OuterClass {
    private static String staticOuterField = "外部类的静态变量";
    private String instanceOuterField = "外部类的实例变量";

    // 静态内部类
    public static class StaticInnerClass {
        public void display() {
            // 访问外部类的静态变量
            System.out.println(staticOuterField);
            // 不能访问外部类的实例变量，下面这行代码会导致编译错误
            // System.out.println(instanceOuterField);
        }
    }

    public void instanceMethod() {
        StaticInnerClass innerClass = new StaticInnerClass();
        innerClass.display();
    }
}

在上面的代码中，我们可以看到StaticInnerClass是一个静态内部类。它有一个display方法，能够访问OuterClass中的静态字段staticOuterField。但由于instanceOuterField是实例字段，因此静态内部类无法直接访问它。

使用静态内部类的优点

更好的组织结构：静态内部类有助于将相关的类组合在一起，从而使代码更加模块化和可读。
提高性能：由于静态内部类不需要持有外部类的引用，因此可以减少内存占用，尤其是在外部类的实例化不必要时。
逻辑分离：静态内部类可以帮助你将逻辑分离到特定的类中，而不是在外部类中增加复杂性。

类图与结构示例

以下是使用Mermaid语法生成的类图。它描述了OuterClass及其静态内部类StaticInnerClass之间的关系。

classDiagram
    class OuterClass {
        - static String staticOuterField
        - String instanceOuterField
        + void instanceMethod()
    }
    class StaticInnerClass {
        + void display()
    }
    OuterClass --> StaticInnerClass : 包含关系

实际应用场景

静态内部类可以被用于创建构建器模式（Builder Pattern），用于复杂对象的构造。下面是一个简单的示例，展示如何使用静态内部类实现构建器模式。

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    private Person(Builder builder) {
        this.name = builder.name;
        this.age = builder.age;
    }

    public static class Builder {
        private String name;
        private int age;

        public Builder setName(String name) {
            this.name = name;
            return this;
        }

        public Builder setAge(int age) {
            this.age = age;
            return this;
        }

        public Person build() {
            return new Person(this);
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{name='" + name + "', age=" + age + "}";
    }
}

使用该构建器类，我们可以轻松地创建Person对象，如下所示：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person.Builder()
                .setName("张三")
                .setAge(30)
                .build();
        
        System.out.println(person);
    }
}

时序图示例

在使用构建器模式时，可以使用时序图展示对象实例化的过程。以下是使用Mermaid语法生成的时序图：

sequenceDiagram
    participant Main
    participant Builder
    participant Person
    
    Main->>Builder: new Builder()
    Builder->>Builder: setName("张三")
    Builder->>Builder: setAge(30)
    Builder->>Person: build()
    Person-->>Main: 返回Person对象