梳理搭建地基「需要明确的知识点」

  1. 访问权限

    • 顶层（类的可见性）：public、包可见
    • 方法/字段：public、包可见、private、protect

  2. 最佳方式是一个类文件一个类。想要实现一个文件里多个类，有两种方式选择：多个顶级类or嵌套类「内部类(非静态嵌套类)、静态嵌套类」

  3. 一个类文件中可以有很多顶级类，但只有那个与文件名同名的类允许被public修饰；嵌套类不允许被public修饰，只能是默认的包可见。

  4. 内部类和静态嵌套类

    1. 内部类是非static的，是“外部类的真正内部类”，可以直接访问外部类的成员字段/方法，“相当于外部类的一个成员”，非static与对象绑定，想要实例化，必须实例化out之后用out.new；
    2. 静态嵌套类是static，“相当于外部类的一个静态成员（与静态方法同类）”，使用与静态字段、静态方法相同，直接用即可

    思维锚点：使用static标识符意味着和任何外部的实例对象脱钩，要确保其内部调用的所有实例成员都是自己重新实例化而来、静态成员都是类.成员或者直接调用成员而来，与外界无调用关系

在外包访问时，顶级类、内部类、静态嵌套类各自的可见性？

有几种情况：

  1. 包下面有很多的类文件，每个文件一个类。
  2. 包下面有一个类文件，文件中有很多顶级类
  3. 包下面有一个类文件，只有一个顶级类，类中有很多的内部类
  • 第一种情况下，只要每个文件的类，是用public的，就可以被包外访问
  • 第二种情况下，顶级类中，可以用public修饰的只有文件同名类，其他顶级类只允许是包可见。这种情况下，外部包永远不可能访问到其他顶级类
  • 第三种情况下，(在顶级类修饰为public情况下)：嵌套类设置为public，就可以包外可见；设置为默认（包可见），就包外不可见。和是否有static修饰符无关，static 只影响“要不要依赖外部类实例”，不影响访问权限

从语义上看，静态嵌套类更像“放在 Outer 名字空间里的（其他）顶级类”

  1. 两者相同：
    • 调用public顶级类的静态字段/方法：可以直接类.字段/方法调用
    • 调用public顶级类的实例字段/方法：必须实例化这个public顶级类后，用对象.字段/方法调用
  2. 区别：
    • 同个文件的各个顶级类，是包的成员；而静态嵌套类，是外部类的成员
    • 各个顶级类，只有顶层访问权限（public或者包可见），意味着它一定对包内所有类可见 静态嵌套类，因为是外部类的成员，拥有成员访问权限（四种），意味着可以做到包内其他类不可见
    • 静态嵌套类在外是 外部类.静态嵌套类，命名空间永远是在外部类之下。意味着永远表达：是外部类的附庸含义
    • 「关键」静态嵌套类作为一个附庸的“特权”：外部类的 private static 成员，静态嵌套类是可以访问到的，其他顶级类不行

「单文件+多个顶级类」和「单文件+多个静态嵌套类」场景对比

「单文件+多个内部类」表示强绑定关系了，是外部类的对象的成员（实例成员）。这里对两个绑定关系没那么强的两个进行对比

  1. 当想要用private更细粒度控制访问权限时：用静态嵌套类模式
  2. 属于从属关系：静态嵌套类模式 属于有些许关联的特用工具类关系：多个顶级类模式
  3. 单文件+多个顶级类形式增加的类，一定是包可见的，外包无法读取。

综合考虑：多个文件存放、单个文件存放+多个顶级类、单个文件存放+多个静态嵌套类、单个文件存放+多个内部类

首先，最佳实践/常规做法是一个类一个文件，在包下多文件存放。

方案类型“挂在谁名下”表达的关系典型角色优点缺点 / 风险
A 多个文件存放每个顶级类是 包的成员，文件名和类同名类型之间是“并列”的，同属一个包包级别的业务对象、服务、工具类结构清晰、符合主流规范；IDE / 构建工具友好；易读、易维护文件会多，但正常项目这不是问题
B 单文件+多个顶级类这些顶级类也都是 包的成员（只是挤在同一文件）语义上仍是“并列的包内类型”，只是多了些许相关性，不太值得每个单开一个文件「极少用」小 demo、小工具、一簇强相关但简单的类型减少文件数量；非常小的模块写起来方便不符合大多数代码规范；文件容易变长；阅读时不容易一眼看出“主角是谁”
C 单文件+多个静态嵌套类静态嵌套类是 外部类的成员：Outer.Nested不会被同包的其他类复用表达“从属于某个类”的关系（子类型 / 实现细节）Builder、Entry、内部实现类、只给某个类用的 helper能访问外部类的 private 成员；依附关系表达强；可以 private static 完全藏起来层级变深，类膨胀易变 God class；别的类想复用时不自然（Outer.Helper）
D 单文件+多个内部类（非 static）内部类是 外部类实例的成员不会被同包的其他类复用表达“和具体对象 强绑定”的关系迭代器实现、状态机、回调对象、某个实例的子角色直接访问外部对象的实例字段；封装“某种行为/状态”到独立类里测试不便；容易产生隐式依赖；误用会导致内存泄漏风险；不适合做通用工具
  • 其实没那么纠结（笑）：
    • 会被同包其他类复用
      • 多个文件存放
    • 不会，只服务一个类。「从概念上就属于这个类」
      • 为了实现“类层级”的某个逻辑
        • 单文件+多个静态嵌套类
      • 为了实现“实例对象层级”的某个逻辑
        • 单文件+多个内部类
        • 当你需要一个“小对象”，而它需要频繁访问外部实例的字段/方法时 → 成员内部类特别合适。
    • 单文件+多个顶级类？
      • 规范的话很少用。
      • 不太值得单开一个文件/与public顶级类有些许关联/可能会被同包其他文件复用
      • 在仅通过修改访问权限的前提下，用这种写法增加的类，是唯一一种永远不可能被外包读取的写法「他们访问类型只允许有一种：package-private」。看到这种情况可以直接认定是包可见的。