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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
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