函数内部类的应用

函数内部类（Nested Class）是指定义在一个函数内部的类。函数内部类通常用来封装一些只在函数内部使用的逻辑，例如作为函数返回值的一个数据结构，或者为了避免命名冲突，将一些常量定义在函数内部类中。

函数内部类可以访问函数的局部变量，但必须保证这些变量是final类型的。这是因为函数内部类的实例可能在函数返回后仍然存在，并且持有函数内部的引用。如果这些变量不是final类型的，那么它们的值可能在函数返回后被修改，导致函数内部类的行为不可预测。

函数内部类还可以访问外部类的成员变量和方法，包括私有成员。这是因为函数内部类和外部类是相互嵌套的，可以互相访问对方的成员。这种特性使得函数内部类可以很方便地封装一些与外部类密切相关的逻辑。

下面是一些函数内部类的应用场景：

1. 封装函数返回值

有时函数的返回值比较复杂，需要封装成一个对象才能返回。如果这个对象只在函数内部使用，那么可以将其定义为函数内部类，避免污染外部命名空间。例如：

public List<Person> filterPerson(List<Person> people, Predicate<Person> filter) {
  class PersonFilter {
    List<Person> filter() {
      List<Person> result = new ArrayList<>();
      for (Person p : people) {
        if (filter.test(p)) {
          result.add(p);
        }
      }
      return result;
    }
  }

  return new PersonFilter().filter();
}

上述代码中，PersonFilter是一个函数内部类，封装了筛选人员的逻辑。它可以访问函数的参数people和filter，并且将结果封装成一个List<Person>对象返回。

2. 简化代码结构

有时函数的逻辑比较复杂，需要定义多个局部变量和方法。如果这些变量和方法只在函数内部使用，那么可以将它们定义为函数内部类，避免将逻辑散落在函数中各处。例如：

public void doSomething(int param) {
  class Helper {
    private int state;
  
    Helper(int state) {
      this.state = state;
    }

    void doStep1() {
      // do something
    }

    void doStep2() {
      // do something
    }

    void doStep3() {
      // do something
    }
  }

  Helper helper = new Helper(param);
  helper.doStep1();
  helper.doStep2();
  helper.doStep3();
}

上述代码中，Helper是一个函数内部类，封装了doSomething函数的逻辑。它可以访问函数的参数param和函数内部定义的其他变量和方法。通过将逻辑封装在函数内部类中，可以使得doSomething函数的结构更加清晰。

3. 封装常量

有时我们需要定义一些常量，但是这些常量只在函数内部使用，不需要和外部类的常量冲突。这时可以将这些常量定义为函数内部类的静态常量。例如：

public void doSomething() {
  class Constants {
    static final int STATUS_OK = 0;
    static final int STATUS_ERROR = -1;
  }

  int status = Constants.STATUS_ERROR;
  // do something
}

上述代码中，Constants是一个函数内部类，封装了doSomething函数内部使用的常量。它的常量可以通过类名直接访问，而不需要和外部类的常量发生冲突。

总之，函数内部类是一种很有用的特性，可以简化代码结构、避免命名冲突、封装常量和函数返回值等。但是需要注意的是，函数内部类的生命周期可能比函数长，所以必须保证它们对外部环境没有依赖，以避免内存泄漏等问题。