图1 嵌套类
如上图一所示是嵌套类的分类和一些使用策略，主要需要注意的就是，嵌套类主要是为外部类服务的，最好是仅仅在外部类中使用，如在其他类中需要使用另外一个类的嵌套类，那么该嵌套类就应该做为顶级类，而不是嵌套类。
如果需要使用嵌套类，那么优秀考虑静态成员类，可以参考 effictive java 2版 22节 优先考虑静态成员类。因为每一个非静态成员类的实例会维护一个外部类的实例，所以有空间和时间的开销。如果确实需要外部类的实例引用，例如要直接访问外部类的飞静态成员变量等，那么就可以考虑非静态成员类。
如果只需要类的一个实例，并且有预置类型，例如很多继承Thread的类，或者实现Runnable的类就可以做成匿名类。如果没有预置类型就可以考虑局部类。
上面讲了一些原因和策略，下面来看一下具体的应用，我们以LinkedList的源码为例，LinkedList也是Josh Block写的，代码里面对于嵌套类使用应该是对嵌套类使用的最佳实践了。
package java.util;
/**
*
* List 和 Deque双向链表的实现
*
*/
public class LinkedList<E>
extends AbstractSequentialList<E>
implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
//3个成员变量都是transient修饰的，不会被系列化
transient int size = 0;
transient Node<E> first;
transient Node<E> last;
public LinkedList() {
}
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
this();
addAll(c);
}
/**
* 把元素放入双向链表中的第一个位置
*
* 首先构造一个节点（Node），因为是插入在1个节点之前所以它的前一个（prev）节点为null，
* 后一个节点（succ）就是原来的第一节点f
*/
private void linkFirst(E e) {
final Node<E> f = first;
final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
first = newNode;
//f为null说明原来没有节点，所以第一个节点也是最后一个节点，last也指向它
if (f == null)
last = newNode;
else
f.prev = newNode;//如果原来链表不为null，新节点（newNode）就是原来第一个节点的前一个（prev）节点
size++;
modCount++;
}
/**
* 把元素放入双向链表中的最后一个位置
*
* 因为是插入在最后一个位置，所以新的节点的前一个节点（prev）就是
* 原来的最后一个节点，后一个节点（succ）为null
*/
void linkLast(E e) {
final Node<E> l = last;
final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
last = newNode;
if (l == null)//如果最后一个节点为空，说明链表原来为空，新节点既是最后一个也是第一个节点
first = newNode;
else
l.next = newNode;
size++;
modCount++;
}
/**
* 把指定元素插入都指定元素succ之前
*/
void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
// assert succ != null;
final Node<E> pred = succ.prev;
final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
succ.prev = newNode;//把succ节点的前一个（pred）节点设置为新节点（newNode）
if (pred == null)//如果succ的原来的前一个节点为null，说明succ节点是第一个节点
first = newNode;
else
pred.next = newNode; //把新节点的后一个（next）节点设置为succ
size++;
modCount++;
}
/**
* 移除第一个元素
*/
private E unlinkFirst(Node<E> f) {
// assert f == first && f != null;
final E element = f.item;
final Node<E> next = f.next;
f.item = null;
f.next = null; // help GC
first = next;
if (next == null)
last = null;
else
next.prev = null;
size--;
modCount++;
return element;
}
/**
* 移除最后一个元素
*/
private E unlinkLast(Node<E> l) {
// assert l == last && l != null;
final E element = l.item;
final Node<E> prev = l.prev;
l.item = null;
l.prev = null; // help GC
last = prev;
if (prev == null)
first = null;
else
prev.next = null;
size--;
modCount++;
return element;
}
/**
* Unlinks non-null node x.
*/
E unlink(Node<E> x) {
// assert x != null;
final E element = x.item;
final Node<E> next = x.next;
final Node<E> prev = x.prev;
if (prev == null) {
first = next;
} else {
prev.next = next;
x.prev = null;
}
if (next == null) {
last = prev;
} else {
next.prev = prev;
x.next = null;
}
x.item = null;
size--;
modCount++;
return element;
}
/**
* 获取第一个节点元素O(1)
*
*/
public E getFirst() {
final Node<E> f = first;
if (f == null)
throw new NoSuchElementException();
return f.item;
}
/**
* 获取最后一个节点元素O(1)
*
*/
public E getLast() {
final Node<E> l = last;
if (l == null)
throw new NoSuchElementException();
return l.item;
}
/**
* 移除第一个元素O(1)
*
*/
public E removeFirst() {
final Node<E> f = first;
if (f == null)
throw new NoSuchElementException();
return unlinkFirst(f);
}
/**
* 移除最后一个O(1)
*
*/
public E removeLast() {
final Node<E> l = last;
if (l == null)
throw new NoSuchElementException();
return unlinkLast(l);
}
/**
* 把元素e插入双向链表的第一个位置
* O(1)
*/
public void addFirst(E e) {
linkFirst(e);
}
/**
* 把元素插入双向链表最后一个位置
* O(1)
*
*/
public void addLast(E e) {
linkLast(e);
}
/**
* 检查是否包含指定元素O(n)
*/
public boolean contains(Object o) {
return indexOf(o) != -1;
}
/**
* 返回元素个数
*
*/
public int size() {
return size;
}
/**
* 把元素插入双向链表最后一个位置
* O(1)
*
*/
public boolean add(E e) {
linkLast(e);
return true;
}
/**
*
*
*/
public boolean remove(Object o) {
if (o == null) {
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (x.item == null) {
unlink(x);
return true;
}
}
} else {
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (o.equals(x.item)) {
unlink(x);
return true;
}
}
}
return false;
}
/**
*
*
*/
public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
return addAll(size, c);
}
/**
*
*
*/
public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
checkPositionIndex(index);
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
if (numNew == 0)
return false;
Node<E> pred, succ;
if (index == size) {
succ = null;
pred = last;
} else {
succ = node(index);
pred = succ.prev;
}
for (Object o : a) {
@SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);
if (pred == null)
first = newNode;
else
pred.next = newNode;
pred = newNode;
}
if (succ == null) {
last = pred;
} else {
pred.next = succ;
succ.prev = pred;
}
size += numNew;
modCount++;
return true;
}
/**
* 帮助GC
*
*/
public void clear() {
// Clearing all of the links between nodes is "unnecessary", but:
// - helps a generational GC if the discarded nodes inhabit
// more than one generation
// - is sure to free memory even if there is a reachable Iterator
for (Node<E> x = first; x != null; ) {
Node<E> next = x.next;
x.item = null;
x.next = null;
x.prev = null;
x = next;
}
first = last = null;
size = 0;
modCount++;
}
/**
* 获取指定位置的元素
*
*/
public E get(int index) {
checkElementIndex(index);
return node(index).item;
}
/**
*
* 使用指定元素替换指定位置的元素
*/
public E set(int index, E element) {
checkElementIndex(index);
Node<E> x = node(index);
E oldVal = x.item;
x.item = element;
return oldVal;
}
/**
*
* 把指定元素插入都指定位置之前
*
*/
public void add(int index, E element) {
checkPositionIndex(index);
if (index == size)
linkLast(element);
else
linkBefore(element, node(index));
}
/**
* 移除指定位置的元素
*
*/
public E remove(int index) {
checkElementIndex(index);
return unlink(node(index));
}
/**
* 判断指定元素是否存在
*/
private boolean isElementIndex(int index) {
return index >= 0 && index < size;
}
/**
* 检查是否可是一个合法的索引或者可以添加元素的位置
*/
private boolean isPositionIndex(int index) {
return index >= 0 && index <= size;
}
private String outOfBoundsMsg(int index) {
return "Index: "+index+", Size: "+size;
}
private void checkElementIndex(int index) {
if (!isElementIndex(index))
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
private void checkPositionIndex(int index) {
if (!isPositionIndex(index))
throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}
/**
* 获取指定位置的节点（Node）
*/
Node<E> node(int index) {
// assert isElementIndex(index);
//简单二分，size>>1等价于size/2
//如果index值小于元素的一半，就从第一个元素开始查找
//否则就从最后一个位置开始查找
if (index < (size >> 1)) {
Node<E> x = first;
for (int i = 0; i < index; i++)
x = x.next;
return x;
} else {
Node<E> x = last;
for (int i = size - 1; i > index; i--)
x = x.prev;
return x;
}
}
// Search Operations
/**
*
* 查找指定元素的位置 O(n)
*
*/
public int indexOf(Object o) {
int index = 0;
if (o == null) {
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (x.item == null)
return index;
index++;
}
} else {
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
if (o.equals(x.item))
return index;
index++;
}
}
return -1;
}
/**
* 查找指定元素的位置 O(n)
*/
public int lastIndexOf(Object o) {
int index = size;
if (o == null) {
for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {
index--;
if (x.item == null)
return index;
}
} else {
for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {
index--;
if (o.equals(x.item))
return index;
}
}
return -1;
}
// Queue operations.
/**
* 获取第一个元素，但是不删除
*
*/
public E peek() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : f.item;
}
/**
* 获取第一个元素，但是不删除
*
*/
public E element() {
return getFirst();
}
/**
* 获取并且删除第一个元素
*
*/
public E poll() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
}
/**
* 获取并且删除第一个元素
*
*/
public E remove() {
return removeFirst();
}
/**
* 把指定元素插入到链表末尾
*
*/
public boolean offer(E e) {
return add(e);
}
/**
* 把指定元素插入到链表开始
*
*/
public boolean offerFirst(E e) {
addFirst(e);
return true;
}
/**
* 把指定元素插入到链表末尾
*
*/
public boolean offerLast(E e) {
addLast(e);
return true;
}
/**
* 获取链表中的第一个元素
*
*
*/
public E peekFirst() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : f.item;
}
/**
* 获取链表中的最后一个元素
*
*
*/
public E peekLast() {
final Node<E> l = last;
return (l == null) ? null : l.item;
}
/**
* 获取并且删除链表中第一个元素
*
*
*/
public E pollFirst() {
final Node<E> f = first;
return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
}
/**
* 获取并且删除链表中最后一个元素
*
*
*/
public E pollLast() {
final Node<E> l = last;
return (l == null) ? null : unlinkLast(l);
}
/**
* 把指定元素加入到链表开头O(1)
*/
public void push(E e) {
addFirst(e);
}
/**
* 移除链表第一个元素O(1)
*/
public E pop() {
return removeFirst();
}
/**
* 移除链表中第一个指定元素
*/
public boolean removeFirstOccurrence(Object o) {
return remove(o);
}
/**
* 移除链表中最后一个指定元素
*/
public boolean removeLastOccurrence(Object o) {
if (o == null) {
for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {
if (x.item == null) {
unlink(x);
return true;
}
}
} else {
for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {
if (o.equals(x.item)) {
unlink(x);
return true;
}
}
}
return false;
}
/**
* 返回一个迭代器
*/
public ListIterator<E> listIterator(int index) {
checkPositionIndex(index);
return new ListItr(index);
}
/**
* 非静态成员类，LinkedList迭代器，只是为LinkedList服务的
* 因为ListItr要使用外部类的非静态成员变量，需要外部实例的
* 引用，所以使用的是非静态内部类
*/
private class ListItr implements ListIterator<E> {
private Node<E> lastReturned = null;//迭代器的前一个位置
private Node<E> next;
private int nextIndex;
//在类（ListItr）初始化的时候记录修改的次数，以便于检查在迭代过程中数据有没有修改
private int expectedModCount = modCount;
ListItr(int index) {
// assert isPositionIndex(index);
next = (index == size) ? null : node(index);//初始化迭代器的开始位置
nextIndex = index;//初始化迭代器的开始索引值
}
public boolean hasNext() {
return nextIndex < size;
}
//把当前位置标记为前一个位置，然后next指向下一个位置
//下一个索引位置值+1，最后把迭代器当前位置的元素返回
public E next() {
checkForComodification();
if (!hasNext())
throw new NoSuchElementException();
lastReturned = next;
next = next.next;
nextIndex++;
return lastReturned.item;
}
public boolean hasPrevious() {
return nextIndex > 0;
}
public E previous() {
checkForComodification();
if (!hasPrevious())
throw new NoSuchElementException();
lastReturned = next = (next == null) ? last : next.prev;
nextIndex--;
return lastReturned.item;
}
public int nextIndex() {
return nextIndex;
}
public int previousIndex() {
return nextIndex - 1;
}
//把迭代器当前位置的元素移除
public void remove() {
checkForComodification();
if (lastReturned == null)
throw new IllegalStateException();
Node<E> lastNext = lastReturned.next;
unlink(lastReturned);
if (next == lastReturned)
next = lastNext;
else
nextIndex--;
lastReturned = null;
expectedModCount++;
}
public void set(E e) {
if (lastReturned == null)
throw new IllegalStateException();
checkForComodification();
lastReturned.item = e;
}
public void add(E e) {
checkForComodification();
lastReturned = null;
if (next == null)
linkLast(e);
else
linkBefore(e, next);
nextIndex++;
expectedModCount++;
}
//这个的假设是不会在迭代过程中使用LinkedList的引用修改操作（参考LinkedListTest）
//如果假设成立，那么只有在多线程中其他线程修改了LinkedList的实例才会满足
//modCount != expectedModCount条件，说明产生了脏数据，直接抛出异常
final void checkForComodification() {
if (modCount != expectedModCount)
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
/**
*
* 私用静态内部类，为外部内LinkedList服务，作为LinkedList的一个组件
* 作为一个外部类的成员，外部类就可以像这样访问：
*
* final Node<E> f = first;
* return (f == null) ? null : f.item;
*
*/
private static class Node<E> {
E item;
Node<E> next;
Node<E> prev;
Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
this.item = element;
this.next = next;
this.prev = prev;
}
}
public Iterator<E> descendingIterator() {
return new DescendingIterator();
}
/**
* 反向迭代器类
*/
private class DescendingIterator implements Iterator<E> {
private final ListItr itr = new ListItr(size());
public boolean hasNext() {
return itr.hasPrevious();
}
public E next() {
return itr.previous();
}
public void remove() {
itr.remove();
}
}
@SuppressWarnings("unchecked")
private LinkedList<E> superClone() {
try {
return (LinkedList<E>) super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
throw new InternalError();
}
}
/**
* 浅拷贝
*/
public Object clone() {
LinkedList<E> clone = superClone();
// Put clone into "virgin" state
clone.first = clone.last = null;
clone.size = 0;
clone.modCount = 0;
// Initialize clone with our elements
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next)
clone.add(x.item);
return clone;
}
public Object[] toArray() {
Object[] result = new Object[size];
int i = 0;
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next)
result[i++] = x.item;
return result;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public <T> T[] toArray(T[] a) {
if (a.length < size)
a = (T[])java.lang.reflect.Array.newInstance(
a.getClass().getComponentType(), size);
int i = 0;
Object[] result = a;
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next)
result[i++] = x.item;
if (a.length > size)
a[size] = null;
return a;
}
private static final long serialVersionUID = 876323262645176354L;
/**
* 系列化
*/
private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
throws java.io.IOException {
// Write out any hidden serialization magic
s.defaultWriteObject();
// Write out size
s.writeInt(size);
// Write out all elements in the proper order.
for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next)
s.writeObject(x.item);
}
/**
* 反系列化
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
// Read in any hidden serialization magic
s.defaultReadObject();
// Read in size
int size = s.readInt();
// Read in all elements in the proper order.
for (int i = 0; i < size; i++)
linkLast((E)s.readObject());
}
}
import java.util.LinkedList;
import java.util.ListIterator;
public class LinkedListTest {
public static void main(String[] args) {
LinkedList<String> list = new LinkedList<String>();
list.add("a");
list.add("b");
list.add("c");
list.add("d");
list.add("e");
//一般我们不会像下面这样使用迭代器，不,是绝对不能
//那么引起ConcurrentModificationException异常
//就可能是其他线程修改了list的数据了
ListIterator<String> iterator = list.listIterator();
if(iterator.hasNext())
System.out.println(iterator.next());
list.add("f");//在迭代过程中不能使用获得迭代器的实例来修改数据
if(iterator.hasNext())
System.out.println(iterator.next());
}
}
来源：oschina
链接：https://my.oschina.net/u/2474629/blog/702411