# 內部類別(inner class)

如果一個類別的{ }之內又定義了其他類別，就稱為（該類別的）內部類別（inner class），而把最外層的類別稱為外部類別（outer class）。

 註：若沒有定義內部類別，自然也就沒有區分內、外了，就是我們最常使用的普通類別。

以一個汽車引擎來說，一般人都會把引擎當作是一個物件整體，當故障時我們只會說是引擎故障，請專業人員來維修。不過在專業技師的眼裡，引擎內部還有非常多的內部類別，他明白引擎系統之內還有很多系統，例如電噴系統（或化油器）、火星塞系統、活塞系統、阻風門系統 … 甚至是ECU系統，只要其中一個系統故障，對外呈現出來就是車主說的「引擎故障」。

以這個例子來說，你可以把引擎內部所有的系統都寫成引擎類別的內部類別，也可以不使用內部類別，像我們一般常規的方式，把每個系統都寫成各自的（外部）類別，再組裝成一個引擎整體。

內部類別的程式碼看起來像這樣：
class Outer{

class Inner1 {
}
class Inner2 {
}
class Inner3 {
}
… … …
}

內部類別可以有很多個（內部類別的個數），而且每一個內部類別又可以再有它自己的內部類別（內部類別的層數），就好像俄羅斯套娃一樣。也就是說，你可以有很多個俄羅斯套娃，而且每一個娃娃內部又都有好幾層。
內部類別（inner class），其實就和巢狀迴圈或巢狀判斷式是類似的概念，所以內部類別也被稱為巢狀類別（nested class）。

如何使用內部類別：
假設我們宣告一個叫做Human的外部類別：
package tina;

class Human { // 宣告一個外部類別，命名為Human
String name;
public Human（String str） { // 定義外部類別的建構子，引數為字串型態
this.name = str;
}

class Wearing { // 定義內部類別，使用它預設的無引數建構子
String color; // 定義內部類別的屬性
char size;
}
}

以上程式碼在外部類別Human中還定義了內部類別Wearing，那該怎麼使用內部類別Wearing呢？
public class HumanTest { // 新宣告一個HumanTest類別
public static void main（String[ ] args）{
Human tina = new Human（"小婷"）; // 使用外部類別創造物件
Human.Wearing wear = tina.new Wearing（）; // 使用內部類別創造物件
wear.color = "white";
wear.size = 's';
}
}

以上例子可以看到，當我們要使用內部類別來創造物件時（建立內部類別的物件），寫法是這樣：
外部類別 .內部類別 物件名稱（自己取名） = 外部物件 . new 內部類別的建構子（）;
這樣的方法和匯入package的觀念是一樣的，也就是以「.」運算子來進入到下一層（內層），在Java中這樣的方式被大量使用。如果你還有更深層的內部類別，依此類推，再多加「.」運算子就可以了。
好，現在我們已經學會創造內部類別的物件了，但感覺好像多此一舉？也就是說，到底為什麼要使用內部類別？
透過外部類別的public方法來存 / 取內部類別：
在上面的例子中，我可以不使用內部類別，像往常一樣分別定義兩個（外部）類別Human和Wearing就好了呀，幹嘛還要多此一舉從外部類別來存取內部類別？所以內部類別到底有什麼作用？其實使用內部類別，最大的原因在於可以提高程式的安全性、穩定性，還有程式的結構性。
以上面的程式為例，我既然將內部類別Wearing包裹在外部類別Human之內，為什麼還要讓別人可以存取內部類別呢？我建立內部類別的主要目的，就是要防止它被外界任意存取。用比喻來說，例如引擎是個非常專業的東西，引擎內部還有很多內部類別，但我希望只有原廠的專業技師能拆它，不讓別人隨便拆，不然很可能會壞掉或是裝不回去。
假設我的外部類別Human裡面有個屬性wear是內部類別Wearing的物件，我只開放某些方法作為窗口，別人只能透過這些方法存取物件wear的值，而無法直接存取內部類別，或利用內部類別創造物件：
class Human { // 外部類別Human開始

private String name; // 屬性name設為private，不讓別人直接存取
private Wearing wear; // wear是內部類別Wearing型態的物件，是Human的屬性之一

public Human（String str） { // 定義外部類別的建構子，權限為public
this.name = str;
wear = new Wearing（）; // 由於wear是物件，還是需要利用new來做初始化
}

private class Wearing { // 將內部類別的權限設為private
String color; // 定義內部類別的屬性color
char size; // 定義內部類別的屬性size
}

public void setWear（String c, char s）{ // 開放此方法，別人只能透過這個方法設定wear
wear.color = c;
wear.size = s;
}

public String getWear（） { // 開放此方法，別人只能透過此方法取得wear的內容
return name +" 穿的服裝顏色是：" + wear.color + " 尺寸是：" + wear.size ;
}

} // 外部類別Human結束

我們把內部類別的權限設為private，並且只開放兩個「窗口」讓別人透過外部類別來存取內部類別。
之後，我們宣告一個測試用的類別Test.java，看看怎麼使用外部類別Human來存取內部類別Wearing：
class Test { // 宣告測試用的類別Test.java
public static void main（String[ ] args） {
Human tina = new Human（"小婷"）; // 使用外部類別創造物件
tina.setWear（"white", 's'）; // 透過外部類別的public方法存取內部類別的private屬性
System.out.println（tina.getWear（））; // 同上
} // 主程式main（）{ }結束
} // Test類別結束

執行結果：
小婷的服裝顏色：white，尺寸：s

這樣設計的好處是，能夠防止別人亂用你的內部類別，還可以確保內部類別的屬性和方法被正確的使用。例如呼叫外部類別的setWear（）方法，可以確保設定wear的時候一定會帶入兩個引數，當然也可以做進一步引數的檢查、轉換，而getWear（）方法也是同理。
這就是物件導向「封裝（Encapsulation）」的精神，可以保護程式的安全性和穩定性，同時又不犧牲完整性。
雖然內部類別有封裝性的好處，但如前所述，在同一個內部類別中，不建議再撰寫超過兩層（或三層）以上的內部類別。雖然對電腦來說沒差，但對於人類來說，會降低程式的可讀性，讓程式變得很複雜，提高出錯的機率。