Статические классы (static class) в Java

1. Внутренние классы

Недавно вы узнали, что бывают статические переменные и статические методы, но, оказывается, бывают еще и статические классы. Но начнем немного издалека.

В языке Java вполне можно объявлять классы внутри классов. И даже классы внутри классов, которые внутри классов внутри классов. Выглядит это все очень просто:

class ВнешнийКласс
{
   переменные класса
   методы класса 
   class ВнутреннийКласс
   {
      переменные класса
      методы класса
   }
}

Просто объявляем один класс внутри другого — и все.

Пример:

public class Solution
{
   static ArrayList<Point> points = new ArrayList<Point>();

   public static void main(String[] args)
   {
      Point point = new Point();
      point.x = 100;
      point.y = 200;
      points.add(point);
   }

   static class Point
   {
      int x;
      int y;
   }
}

Внутренние классы бывают статические и нестатические. Статические классы еще называют вложенными (static nested class), нестатические просто называют внутренними классами (inner class).

2. Статические классы

Статические вложенные классы можно использовать вне своего родительского класса. Если у такого класса стоит модификатор доступа public, его можно использовать в любом месте программы. Такие классы фактически ничем не отличаются от любого обычного класса. Хотя есть пара отличий.

Имя класса

Если вы хотите обратиться к статическому вложенному классу не из его класса-родителя, а из другого места в программе, вам нужно будет указать имя класса: оно состоит из имени класса родителя и имени вложенного класса. Общий вид этого имени такой:

КлассРодитель.ВложенныйКласс

Примеры:

com.javarush.Solution

Point

com.javarush.Solution.Point

java.util.Map

Entry

java.util.Map.Entry

java.util.Files

DirectoryStream

java.util.Files.DirectoryStream

java.nio.WindowsPath

Closeable

java.nio.WindowsPath.Closeable

Если вложенный класс имеет свой вложенный класс, их имена просто склеиваются через точку.

Типичный пример вложенного класса в JDK — это класс Entry внутри класса Map. Если вы хотите получить множество пар элементов из объекта HashMap, то метод entrySet() вернет вам множество пар типа Set<Map.Entry>.

Вот запись Map.Entry — это и есть внешний и внутренний классы.

Создание объекта

Создать объект вложенного статического класса очень легко. Выглядит это так:

КлассРодитель.ВложенныйКласс имя = new КлассРодитель.ВложенныйКласс();

Все, как и с обычными классами, только имя двойное.

Обращение к статическим методам

Если у статического класса есть статические методы, обращаться к ним можно точно так же, как к статическим методам обычных классов (только имя класса теперь двойное).

КлассРодитель.ВложенныйКласс.статическийМетод();

Обращение к статическим переменным

Обращаться к публичным статическим переменным вложенного класса тоже легко:

КлассРодитель.ВложенныйКласс.имяСтатическойПеременной

3. Особенности статических классов

Статические внутренние классы меньше всего стоило бы называть статическими. Они ведут себя точно так же, как обычные классы. Никаких ограничений на обращение к ним из нестатических методов нет.

Если вы работаете с внутренним статическим классом внутри его класса-родителя, вообще не заметите никакой разницы с тем, если бы этот внутренний класс был бы самым обычным классом (не вложенным и не статическим).

Пример:

public class Solution
{
   static ArrayList<Point> points;

   public static void main(String[] args)
   {
      Point point = new Point();
      point.x = 100;
      point.y = 200;
      points = new ArrayList<Point>();
      points.add(point);
   }

   static class Point
   {
      int x;
      int y;
   }
}

public class Solution
{
   static ArrayList<Point> points;

   public static void main(String[] args)
   {
      Point point = new Point();
      point.x = 100;
      point.y = 200;
      points = new ArrayList<Point>();
      points.add(point);
   }
}

class Point
{
   int x;
   int y;
}

Если вы возьмете какой-то вложенный статический класс и вынесете его из его класса родителя, все, что изменится, так это то, что новый класс потеряет способность обращаться к private static переменным и методам бывшего класса-родителя.

Пример:

public class Solution
{    private static ArrayList<Point> points;

   static class Point
   {
      int x;
      int y;

      public static void main(String[] args)
      {
         Point point = new Point();
         point.x = 100;
         point.y = 200;

         // будет работать
         points = new ArrayList<Point>();
         points.add(point);
      }
   }
}

public class Solution
{
   private static ArrayList<Point> points;
}

class Point
{
   int x;
   int y;

   public static void main(String[] args)
   {
      Point point = new Point();
      point.x = 100;
      point.y = 200;

      // тут будет ошибка
      points = new ArrayList<Point>();
      points.add(point);
   }
}

Метод main в обычном классе Point не может обращаться к private static переменной points класса Solution!

Это, собственно, и есть главное отличие вложенного статического класса от обычного класса. Методы вложенного статического класса имеют доступ ко всем статическим переменным и методам своего класса родителя, даже если те объявлены private.

Ну а если разобраться, что тут удивительного? Модификатор private прямо говорит, что к переменным и методам, обозначенным этим модификатором, можно обращаться только изнутри их класса. Внутренний статический класс находится внутри класса-родителя? Да, тогда никаких проблем: обращайтесь сколько хотите.