Java 包

在 Java 中使用包是为了防止命名冲突,来控制访问,使得搜索/定位和类、接口、枚举和注释等的使用更为简单。

包可以被定义为一组相关的类型(类、接口、枚举和注释),提供访问保护和命名空间管理。

在 Java 中一些已经存在的包有:

  • java.lang - 包含了基本类
  • java.io - 包含有输入,输出功能的类

程序员可以定义自己的包来包含各种类和接口等。把你实现的相关类组织在一起是一种很好的做法,这样一个程序员可以很简单的知道哪些类、接口、枚举,注释是相关的。

由于包创建了一个新的命名空间,因此将不会和其他包中的名字有任何名字冲突。使用包,可以很简单的提供访问控制,并且也可以很简单的定位到相关类。

创建包

当创建一个包的时候,应该为包起一个名字,并且把 package 名字的声明语句放在每个包含类、接口、枚举和注释类型的源文件顶部。

package 声明语句应该放在源文件的第一行。在每个源文件中只能有一个包声明语句,并且它适用于所有类型的文件。

如果没有使用包声明,那么类、接口、枚举和注释类型的将会被放进一个无名的包中。

示例

让我们来看创建了一个叫做 Animal 的包的例子。习惯上使用小写名字的包以避免和类、接口名字的冲突。

在包 animals 中声明一个接口:

/* File name : Animal.java */
package animals;

interface Animal {
   public void eat();
   public void travel();
}

现在,在同一个包 animals 中实现一个类:

package animals;

/* File name : MammalInt.java */
public class MammalInt implements Animal{

   public void eat(){
      System.out.println("Mammal eats");
   }

   public void travel(){
      System.out.println("Mammal travels");
   } 

   public int noOfLegs(){
      return 0;
   }

   public static void main(String args[]){
      MammalInt m = new MammalInt();
      m.eat();
      m.travel();
   }
} 

现在,你可以编译这两个文件并将它们放置在一个叫做 animals 的子文件夹中,然后像下述来运行:

$ mkdir animals
$ cp Animal.class  MammalInt.class animals
$ java animals/MammalInt
Mammal eats
Mammal travels

import 关键字

如果一个类想使用同一个包中的另一个类,就没必要使用包名。同一个包中的类不用任何特殊的语法就可以彼此识别。

示例

一个叫做 Boss 的类添加进了已经包含了 Employee 的 payroll 包中。 在没有使用 payroll 前缀的情况下,Boss 类引用了 Employee 类,像下面演示的 Boss 类:

package payroll;

public class Boss
{
   public void payEmployee(Employee e)
   {
      e.mailCheck();
   }
}

如果 Boss 类 没有在 payroll 包中会发生什么?那么 Boss 类就必须使用下述的其中一种方法来引用位于其它包中的类。

  • 可以使用全名。例如:

    payroll.Employee

  • 可以使用 import 关键字和通配符(*)来导入。例如:

    import payroll.*;

  • 可以使用 import 关键字来导入类本身。例如:

    import payroll.Employee;

注: 一个类的文件可以包含任意数量的导入语句。这些导入语句必须位于包声明语句之后和类的定义语句之前。

包的目录结构

当一个类放置在一个包中时主要会发生以下两个结果:

  • 包的名字变成了类名字的一部分,就像我们在前一个章节刚刚讨论过的。
  • 包的名字必须和相关字节码文件的目录结构匹配。

在 Java 里有以下一种管理文件的简单方式:

将类、接口、枚举、注释类型的源代码存在一个扩展名为 .java 的文本文件中。例如:

// File Name :  Car.java

package vehicle;

public class Car {
   // Class implementation.   
}

现在,将源文件放在一个其名字能够反映出包的名字的文件夹中:

....\\vehicle\\Car.java

现在,正确的类名和路径名应该像下面这样:

  • 类名 -> vehicle.Car
  • 路径名 -> vehicle\Car.java (in windows)

一般情况下,一个公司使用它的逆序的互联网域名当做包的名称。例如:某公司的互联网域名是 apple.com ,那么它的包名应该是以 com.apple 开头。包名的每一个部分反映了一个子目录。

例如:一个公司有一个包含了 Dell.java 源文件的 com.apple.computers 的包,它将被包含在像下面的一系列子文件夹中:

....\\com\\apple\\computers\\Dell.java

在编译的时候,编译器为其中定义的每个类、接口和枚举创建了一个不同的输出文件。输出文件的基本名字是类型名和 .class 的扩展名。

例如:

// File Name: Dell.java

package com.apple.computers;
public class Dell{

}
class Ups{

}

现在,像下面使用 -d 选项来编译这个文件:

$javac -d . Dell.java

这将像下面存放编译后的文件:

.\\com\\apple\\computers\\Dell.class
.\\com\\apple\\computers\\Ups.class

你可以像下面这样导入所有定义在 \com\apple\computers\ 中的类和接口:

import com.apple.computers.*;

像 .java 这样的源文件, .class 这些编译后的文件应该在能够反映出包名的一系列文件夹中。然而, .class 文件的路径不用和 .java 源文件的路径相同。你可以独立的管理源文件和编译后文件的目录,如下:

<path-one>\\sources\\com\\apple\\computers\\Dell.java

<path-two>\\classes\\com\\apple\\computers\\Dell.class

通过这样,可以把编译过后的文件夹给其它的程序员而不用暴露你的源文件。同时你也需要使用这种方式来管理源文件和编译过后的 class 文件以便编译器和 Java 虚拟机(JVM)能够找到程序中使用的所有类型。

编译后文件夹的全路径, \ \classes, 叫做 class path, 在系统环境变量 CLASSPATH 中设置。编译器和 JVM 通过添加包名到 class path 中来构造 .class 文件的路径。

我们说 \ \classes 是 class path, 包名是 com.apple.computers ,然后编译器和 JVM 将在 \ \classes\com\apple\compters 中寻找 .class 文件。

一个 class path 可能包含几个路径。多个路径以分号(Windows)或者冒号(Unix)隔开。默认情况下,编译器和 JVM 查找当前目录和包含 Java 平台字节码的 JAR 文件以便于这些文件夹自动在 class path 中。

设置系统中的 CLASSPATH 环境变量

为了显示当前的 CLASSPATH 环境变量,使用以下在 Windows 和 UNIX(Bourne shell)中的命令:

  • 在 Windows 中 -> C:> set CLASSPATH
  • 在 UNIX 中 -> % echo $CLASSPATH

使用下述命令删除当前 CLASSPATH 变量中的内容:

  • 在 Windows 中 -> C:> set CLASSPATH=
  • 在 UNIX 中 -> % unset CLASSPATH; export CLASSPATH

使用下述命令设置 CLASSPATH 变量:

  • 在 Windows 中 -> set CLASSPATH=C:\users\jack\java\classes
  • 在 UNIX 中 -> % CLASSPATH=/home/jack/java/classes; export CLASSPATH