Статические вложенные классы

Привет! Мы продолжаем изучать тему вложенных классов (nested classes) в Java. На прошлом занятии мы поговорили о нестатических внутренних классах (non-static nested classes) или, как их еще называют, внутренних классах. Сегодня перейдем к другой группе и рассмотрим подробнее статические вложенные классы (static nested classes). Чем они отличаются от остальных групп? При объявлении такого класса мы используем уже знакомое тебе ключевое слово static:

public class Boeing737 {

   private int manufactureYear;
   private static int maxPassengersCount = 300;

   public Boeing737(int manufactureYear) {
       this.manufactureYear = manufactureYear;
   }

   public int getManufactureYear() {
       return manufactureYear;
   }

   public static class Drawing {
      
       public static int getMaxPassengersCount() {
          
           return maxPassengersCount;
       }
   }
}

В этом примере у нас есть внешний класс Boeing737, который создает самолет этой модели. А у него — конструктор с одним параметром: годом выпуска (int manufactureYear). Также есть одна статическая переменная int maxPassengersCount — максимальное число пассажиров. Оно будет одинаковым у всех самолетов одной модели, так что нам достаточно одного экземпляра. Кроме того, у него есть статический внутренний класс Drawing — чертеж самолета. В этом классе мы можем инкапсулировать всю служебную информацию о самолете. В нашем примере для простоты мы ограничили ее годом выпуска, но она может содержать много другой информации. Как мы и говорили в прошлой лекции, создание такого вложенного класса повышает инкапсуляцию и способствует более реалистичной абстракции. В чем же отличие между статическим и нестатическим вложенными классами? 1. Объект статического класса Drawing не хранит ссылку на конкретный экземпляр внешнего класса. Вспомни пример из прошлой лекции с велосипедом:

public class Bicycle {

   private String model;
   private int mawWeight;

   public Bicycle(String model, int mawWeight) {
       this.model = model;
       this.mawWeight = mawWeight;
   }
  
   public void start() {
       System.out.println("Поехали!");
   }

   public class SteeringWheel {

       public void right() {
           System.out.println("Руль вправо!");
       }

       public void left() {

           System.out.println("Руль влево!");
       }
   }

}

Там мы говорили о том, что в каждый экземпляр внутреннего класса SteeringWheel (руль) незаметно для нас передается ссылка на объект внешнего класса Bicycle (велосипед). Без объекта внешнего класса объект внутреннего просто не мог существовать. Для статических вложенных классов это не так. Объект статического вложенного класса вполне может существовать сам по себе. В этом плане статические классы более «независимы», чем нестатические. Единственный момент — при создании такого объекта нужно указывать название внешнего класса:

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       Boeing737.Drawing drawing1 = new Boeing737.Drawing();
       Boeing737.Drawing drawing2 = new Boeing737.Drawing();
   }
}

Почему мы сделали класс Drawing статическим, а в прошлой лекции класс Seat (сиденье велосипеда) был нестатическим? Как и в прошлый раз, давай добавим немного «философии» для понимания примера :) В отличие от сиденья велосипеда, сущность чертежа не привязана так жестко к сущности самолета. Отдельный объект сиденья, без велосипеда, чаще всего будет бессмысленным (хотя и не всегда — мы говорили об этом на прошлом занятии). Сущность чертежа имеет смысл сама по себе. Например, он может пригодиться инженерам, планирующим ремонт самолета. Сам самолет для планирования им не нужен, и может находиться где угодно — достаточно просто чертежа. Кроме того, для всех самолетов одной модели чертеж все равно будет одинаковым, так что такой жесткой связи, как у сиденья с велосипедом, нет. Поэтому и ссылка на конкретный объект самолета объекту Drawing не нужна. 2. Разный доступ к переменным и методам внешнего класса. Статический вложенный класс может обращаться только к статическим полям внешнего класса. В нашем примере в классе Drawing есть метод getMaxPassengersCount(), который возвращает значение статической переменной maxPassengersCount из внешнего класса. Однако мы не можем создать метод getManufactureYear() в Drawing для возврата значения manufactureYear. Ведь переменная manufactureYear — нестатическая, а значит, должна принадлежать конкретному экземпляру Boeing737. А как мы уже выяснили, в случае со статическими вложенными классами объект внешнего класса запросто может отсутствовать. Отсюда и ограничение :) При этом неважно, какой модификатор доступа имеет статическая переменная во внешнем классе. Даже если это private, доступ из статического вложенного класса все равно будет. Все вышесказанное касается не только доступа к статическим переменным, но и к статическим методам. ВАЖНО! Слово static в объявлении внутреннего класса не означает, что можно создать всего один объект. Не путай объекты с переменными. Если мы говорим о статических переменных — да, статическая переменная класса, например, maxPassangersCount, существует в единственном экземпляре. Но применительно ко вложенному классу static означает лишь то, что его объекты не содержат ссылок на объекты внешнего класса. А самих объектов мы можем создать сколько угодно:

public class Boeing737 {

   private int manufactureYear;
   private static int maxPassengersCount = 300;

   public Boeing737(int manufactureYear) {
       this.manufactureYear = manufactureYear;
   }

   public int getManufactureYear() {
       return manufactureYear;
   }

   public static class Drawing {

       private int id;

       public Drawing(int id) {
           this.id = id;
       }

       public static int getPassengersCount() {

           return maxPassengersCount;
       }

       @Override
       public String toString() {
           return "Drawing{" +
                   "id=" + id +
                   '}';
       }

       public static void main(String[] args) {

           for (int i = 1; i < 6; i++) {

               Boeing737.Drawing drawing = new Boeing737.Drawing(i);
               System.out.println(drawing);
           }
       }
   }
}

Мы объявили метод main() прямо во вложенном классе (особой причины для этого нет — просто чтобы ты знал, что так можно), и создали 5 объектов Drawing. При том, что ни одного объекта внешнего класса у нас нет. Как видишь, никаких проблем не возникло :) Вывод в консоль:

Drawing{id=1}
Drawing{id=2}
Drawing{id=3}
Drawing{id=4}
Drawing{id=5}

На этом наше занятие подошло к концу! На всякий случай оставлю тебе ссылку на на раздел про них в документации Oracle. Почитай, если вдруг остались неясные моменты. А теперь самое время решить пару задач! :)