【Java】入れ子クラス

#入れ子クラス（Nested Class）

• 入れ子クラス（Nested Class）
  • staticメンバークラス
  • 内部クラス（Inner Class）
    • 非staticメンバークラス
    • 匿名クラス

##staticメンバークラス

• 特定クラス(MyClass)にクラス（MyHelper）が依存、MyHelperはMyClassからしか呼ばれない
• →1個の.javaファイルにまとめることを考える
• トップレベルクラス：ネストしてないファイル直下のクラス
• エンクロージングクラス：入れ子のクラスを内側に含んだクラス
  • 親クラスX：エンクロージングクラスかつトップレベルクラス
  • 子クラスY：ZのエンクロージングクラスでXの入れ子クラス
  • 孫クラスZ：Yの入れ子クラス

public class MyClass{...}
class MyHelper{...}

• しかし、MyHelperはあくまでパッケージプライベートで、同じパッケージからは自由にアクセスできる
• →staticでMyClassのプライベートにすべき！
• エンクロージングクラスのclassブロック配下で入れ子クラス定義すると
  • 入れ子クラスはエンクロージングクラス外からは見えない
  • 入れ子クラスの名前は**エンクロージングクラス.入れ子クラス(MyClass.MyHelper)**
    • エンクロージング内部ではメンバークラス名で呼び出し可能
    • import (package名).MyClass.MyHelper;
      でエンクロージング外からも
      var h = new MyHelper();可能

//classブロック配下でMyHelper定義
public class MyClass {
  //staticメンバークラスの定義
  //メンバーはMyClass外からは見えない
  private static class MyHelper {
    public void show() {
      System.out.println("Nested class is running!");
    }
  }
  public void run() {
    //エンクロージング内部ではMyHelper呼び出し可能
    var helper = new MyHelper();
    helper.show();
  }
}

public class NestBasic {
  public static void main(String[] args) {
    var c = new MyClass();
    c.run();
    //MyHelpeはMyClass外からは見えない
    // var h = new MyClass.MyHelper(); //エラー！
  }
}

##非staticメンバークラス（=内部クラス）

• static修飾子なし
• 内部クラス：エンクロージングオブジェクトに所属
• staticメンバークラス：エンクロージングクラスに所属
• 内部クラスの特徴
  • 内部クラスをインスタンス化するにはエンクロージングオブジェクト必要
  • 内部クラスからはthis変数経由でエンクロージングクラスメンバーにアクセス
• エンクロージングクラスのインスタンスフィールド参照用途に使用
• 個々のインスタンスがエンクロージングオブジェクトへの参照を持つのでメモリを消費する

class MyClass {
  private String str1 = "エンクロージング・インスタンス";
  private static String str2 = "エンクロージング・クラス";

  private class MyHelper {
    private String str1 = "ネスト・インスタンス";
    private static final String str2 = "ネスト・クラス";

    public void show() {
      //内部クラスはエンクロージングオブジェクトへの参照を持つ
      //MyClass.thisでアクセス可
      System.out.println(MyClass.this.str1); //エンクロージング・インスタンス
      System.out.println(MyClass.str2); //エンクロージング・クラス
    }
  }

  public void run() {
    //内部クラスのインスタンスはエンクロージングクラスのインスタンスメソッドで生成
    var helper = new MyHelper();
    helper.show();
    //エンクロージングオブジェクトから内部クラスにアクセス
    System.out.println(helper.str1); //ネスト・インスタンス
    System.out.println(MyHelper.str2); //ネスト・クラス
  }
}

public class NestedAccess {
  public static void main(String[] args) {
    var c = new MyClass();
    c.run();
  }
}

##非staticメンバークラス（内部クラス）の実例

• private内部クラスを宣言したらエンクロージング外からは見えない
• 見えなくなるのは型名のみ、インスタンスの参照は制限なし

java.util.AbstractList.java

package java.util;
import java.util.function.Consumer;
public abstract class AbstractList<E> extends AbstractCollection<E> implements List<E> {
//...中略

    /*Iterators
    Itrクラスの内部的な実装を見せる必要はない
    外部からは実装元であるIterators型が見えたらいい
    iteratorメソッドの戻り値はIterator型
    */
    public Iterator<E> iterator() {
        return new Itr();
    }
//...中略

    /*内部クラス
    リスト内のprivateフィイールドにアクセス、配下要素を順にアクセスするイテレータを実装
    イテレータはIterator実装クラスとして別に定義する
    */
    private class Itr implements Iterator<E> {
//...中略
    }
//...中略
}

##匿名クラス(無名クラス)

• 特定の処理をまとめて表すための器として使う
• ex:イベントリスナー
  • 特定の文脈（ユーザーの動作など）に強く関連するので他では再利用しない
• new 基底クラス(引数,...){クラスの本体}
  • new View.OnClickListener(){
  • 匿名クラスには名前がないのでnew演算子に基底クラス/インターフェースの名前を指定
  • 用意したリスナーのインスタンスにはそのままメソッドに渡せる
• 注意；
  • コンストラクタを持てない（初期化はOK）
  • 継承不可（暗黙的にfinal）
  • 抽象クラス宣言不可

//イベントリスナー登録
btn.setOnClickListener(
  //匿名クラス(イベントリスナー)定義
  new View.OnClickListener(){
    //btnクリックでtxtに現在時刻を表示
    @Override
    public void onClick(View view){
      TextView txt = findViewById(R.id.txtResult);
      txt.setText(LocalDateTime.now().toString());
    }
  }
);

##ローカルクラス

• メソッド、コンストラクタなどブロック配下で定義されたクラス
• クラスが特定のメソッド、コンストラクタで利用されるときに使う
• 匿名クラスで代用OK