包
在前面的代码中,我们把类和接口命名为Person
、Student
、Hello
等简单名字。
在现实中,如果小明写了一个Person
类,小红也写了一个Person
类,现在,小白既想用小明的Person
,也想用小红的Person
,怎么办?
如果小军写了一个Arrays
类,恰好JDK也自带了一个Arrays
类,如何解决类名冲突?
在Java中,我们使用package
来解决名字冲突。
Java定义了一种名字空间,称之为包:package
。一个类总是属于某个包,类名(比如Person
)只是一个简写,真正的完整类名是包名.类名
。
例如:
小明的Person
类存放在包ming
下面,因此,完整类名是ming.Person
;
小红的Person
类存放在包hong
下面,因此,完整类名是hong.Person
;
小军的Arrays
类存放在包mr.jun
下面,因此,完整类名是mr.jun.Arrays
;
JDK的Arrays
类存放在包java.util
下面,因此,完整类名是java.util.Arrays
。
在定义class
的时候,我们需要在第一行声明这个class
属于哪个包。
小明的Person.java
文件:
package ming; // 申明包名ming
public class Person {
}
小军的Arrays.java
文件:
package mr.jun; // 申明包名mr.jun
public class Arrays {
}
在Java虚拟机执行的时候,JVM只看完整类名,因此,只要包名不同,类就不同。
包可以是多层结构,用.
隔开。例如:java.util
。
特别注意
包没有父子关系。java.util和java.util.zip是不同的包,两者没有任何继承关系。
没有定义包名的class
,它使用的是默认包,非常容易引起名字冲突,因此,不推荐不写包名的做法。
我们还需要按照包结构把上面的Java文件组织起来。假设以package_sample
作为根目录,src
作为源码目录,那么所有文件结构就是:
package_sample
└─ src
├─ hong
│ └─ Person.java
│ ming
│ └─ Person.java
└─ mr
└─ jun
└─ Arrays.java
即所有Java文件对应的目录层次要和包的层次一致。
编译后的.class
文件也需要按照包结构存放。如果使用IDE,把编译后的.class
文件放到bin
目录下,那么,编译的文件结构就是:
package_sample
└─ bin
├─ hong
│ └─ Person.class
│ ming
│ └─ Person.class
└─ mr
└─ jun
└─ Arrays.class
包作用域
位于同一个包的类,可以访问包作用域的字段和方法。不用public
、protected
、private
修饰的字段和方法就是包作用域。例如,Person
类定义在hello
包下面:
package hello;
public class Person {
// 包作用域:
void hello() {
System.out.println("Hello!");
}
}
Main
类也定义在hello
包下面:
package hello;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Person p = new Person();
p.hello(); // 可以调用,因为Main和Person在同一个包
}
}
import
在一个class
中,我们总会引用其他的class
。例如,小明的ming.Person
类,如果要引用小军的mr.jun.Arrays
类,他有三种写法:
第一种,直接写出完整类名,例如:
// Person.java
package ming;
public class Person {
public void run() {
// 写完整类名: mr.jun.Arrays
mr.jun.Arrays arrays = new mr.jun.Arrays();
}
}
很显然,每次写完整类名比较痛苦。
因此,第二种写法是用import
语句,导入小军的Arrays
,然后写简单类名:
// Person.java
package ming;
// 导入完整类名:
import mr.jun.Arrays;
public class Person {
public void run() {
// 写简单类名: Arrays
Arrays arrays = new Arrays();
}
}
在写import
的时候,可以使用*
,表示把这个包下面的所有class
都导入进来(但不包括子包的class
):
// Person.java
package ming;
// 导入mr.jun包的所有class:
import mr.jun.*;
public class Person {
public void run() {
Arrays arrays = new Arrays();
}
}
我们一般不推荐这种写法,因为在导入了多个包后,很难看出Arrays
类属于哪个包。
还有一种import static
的语法,它可以导入一个类的静态字段和静态方法:
package main;
// 导入System类的所有静态字段和静态方法:
import static java.lang.System.*;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// 相当于调用System.out.println(…)
out.println("Hello, world!");
}
}
import static
很少使用。
Java编译器最终编译出的.class
文件只使用完整类名,因此,在代码中,当编译器遇到一个class
名称时:
- 如果是完整类名,就直接根据完整类名查找这个
class
; - 如果是简单类名,按下面的顺序依次查找:
- 查找当前
package
是否存在这个class
; - 查找
import
的包是否包含这个class
; - 查找
java.lang
包是否包含这个class
。
- 查找当前
如果按照上面的规则还无法确定类名,则编译报错。
我们来看一个例子:
// Main.java
package test;
import java.text.Format;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
java.util.List list; // ok,使用完整类名 -> java.util.List
Format format = null; // ok,使用import的类 -> java.text.Format
String s = "hi"; // ok,使用java.lang包的String -> java.lang.String
System.out.println(s); // ok,使用java.lang包的System -> java.lang.System
MessageFormat mf = null; // 编译错误:无法找到MessageFormat: MessageFormat cannot be resolved to a type
}
}
因此,编写class的时候,编译器会自动帮我们做两个import动作:
- 默认自动
import
当前package
的其他class
; - 默认自动
import java.lang.*
。
注意
自动导入的是java.lang包,但类似java.lang.reflect这些包仍需要手动导入。
如果有两个class
名称相同,例如,mr.jun.Arrays
和java.util.Arrays
,那么只能import
其中一个,另一个必须写完整类名。
最佳实践
为了避免名字冲突,我们需要确定唯一的包名。推荐的做法是使用倒置的域名来确保唯一性。例如:
- org.apache
- org.apache.commons.log
- com.liaoxuefeng.sample
子包就可以根据功能自行命名。
要注意不要和java.lang
包的类重名,即自己的类不要使用这些名字:
- String
- System
- Runtime
- ...
要注意也不要和JDK常用类重名:
- java.util.List
- java.text.Format
- java.math.BigInteger
- ...
编译和运行
假设我们创建了如下的目录结构:
work
├── bin
└── src
└── com
└── itranswarp
├── sample
│ └── Main.java
└── world
└── Person.java
其中,bin
目录用于存放编译后的class
文件,src
目录按包结构存放Java源码,我们怎么一次性编译这些Java源码呢?
首先,确保当前目录是work
目录,即存放src
和bin
的父目录:
$ ls
bin src
然后,编译src
目录下的所有Java文件:
$ javac -d ./bin src/**/*.java
命令行-d
指定输出的class
文件存放bin
目录,后面的参数src/**/*.java
表示src
目录下的所有.java
文件,包括任意深度的子目录。
注意:Windows不支持**
这种搜索全部子目录的做法,所以在Windows下编译必须依次列出所有.java
文件:
C:\work> javac -d bin src\com\itranswarp\sample\Main.java src\com\itranswarp\world\Persion.java
如果编译无误,则javac
命令没有任何输出。可以在bin
目录下看到如下class
文件:
bin
└── com
└── itranswarp
├── sample
│ └── Main.class
└── world
└── Person.class
现在,我们就可以直接运行class
文件了。根据当前目录的位置确定classpath,例如,当前目录仍为work
,则classpath为bin
或者./bin
:
$ java -cp bin com.itranswarp.sample.Main
Hello, world!
练习
请按如下包结构创建工程项目:
oop-package
└── src
└── com
└── itranswarp
├── sample
│ └── Main.java
└── world
└── Person.java
小结
Java内建的package
机制是为了避免class
命名冲突;
JDK的核心类使用java.lang
包,编译器会自动导入;
JDK的其它常用类定义在java.util.*
,java.math.*
,java.text.*
,……;
包名推荐使用倒置的域名,例如org.apache
。