Java 內部類別進階：多層巢狀結構下的外部成員存取規則與實作範例

前言：內部類別的作用域鏈與 .new 語法

Java 允許在類別內部定義類別（內部類別），並可多層巢狀。每一層內部類別實例都隱含持有外部類別實例的參考，形成一條「外部實例鏈」。本文透過實際程式碼解析多層巢狀結構下，內部類別如何存取外部類別的成員、實例化順序、以及 .new 語法的作用域語意。

一、範例架構：三層巢狀類別

public class AccessMethod {           // 頂層類別 (Outer)
    private void f() { System.out.println("f()"); }

    class A1 {                        // 非靜態內部類別 (Middle 1)
        private void g() { System.out.println("A1 - g()"); }
    }

    class A {                         // 非靜態內部類別 (Middle 2)
        private void g() { System.out.println("g()"); }

        class B {                     // 非靜態內部類別 (Inner)
            void h() {
                System.out.println("h()");
                g();  // 呼叫 A.g()
                f();  // 呼叫 AccessMethod.f()
            }
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        AccessMethod am = new AccessMethod();
        AccessMethod.A a = am.new A();        // 必須透過外部實例建立
        AccessMethod.A.B b = a.new B();       // 必須透過中層實例建立
        b.h();
    }
}

二、執行結果與呼叫鏈分析

h()
g()
f()

關鍵觀察：

1. B.h() 直接呼叫 g() 與 f()，無需加前綴。編譯器依作用域鏈向外搜尋：先找 B、再找 A、最後找 AccessMethod。
2. A.g() 遮蔽了 AccessMethod.A1.g()（雖然名稱相同，但不同類別）。
3. 實例化順序由外而內：AccessMethod → A → B。

三、.new 語法的作用域語意

外部實例.new 內部類別() 是 Java 特有語法，編譯器將其轉換為隱含建構子參數：

// 原始碼
AccessMethod.A a = am.new A();

// 編譯器實際產生 (概念上)
AccessMethod.A a = new AccessMethod.A(am); // 傳入外部實例參考

這確保了內部類別實例永遠繫結於特定的外部實例，獲得存取外部非靜態成員的能力。

四、進階議題：能否在 B 中呼叫 A1.g()？

情況 1：A1.g() 為非靜態方法 (實例方法)

無法直接呼叫。 原因：B 實例持有的外部鏈是 AccessMethod → A → B，不包含 A1 實例。若要呼叫 A1.g()，必須先有 A1 實例，但 B 的建構過程未建立 A1。

public class Test {
    static void t() {} // 頂層類別可定義 static
    
    class T2 { 
        // static void a() {} // 編譯錯誤：非靜態內部類別不可定義 static 方法
    }
    
    static class T3 { // 靜態內部類別
        static void a() {} // 合法
    }
}