Java基础知识笔记-8-包

Java基础知识笔记-8-包

8 包

一般而言，当命名类的时候，是从名称空间中分配一个名称。名称空间定义了一个声明性的区域。在java中，同一个名称空间中的两个类不能使用相同的名称。这样，再给定的一个名称空间中，每一个类名必然是唯一的包提供了一种为名称空间分区的方法。当在包中定义一个类时，该包的名称将附加到每一个类上，这样就避免了与其他包中具有相同名字的类发生名字冲突。

Java 允许使用包（package） 将类组织起来。借助于包可以方便地组织自己的代码，并将 自己的代码与别人提供的代码库分开管理。

标准的Java类库分布在多个包中，包括java.lang、java.util和java.net等。标准的Java包具有一个层次结构。如同硬盘的目录嵌套一样，也可以使用嵌套层次组织包。所有标准的Java包都处于java和javax包层次中。

使用包的主要原因是确保类名的唯一性。假如两个程序员不约而同地建立了Employee类。只要将这些类放置在不同的包中，就不会产生冲突。事实上，为了保证包名的绝对唯一性，Sun公司建议将公司的因特网域名（这显然是独一无二的）以逆序的形式作为包名，并且对于不同的项目使用不同的子包。例如，horstmann.com是本书作者之一注册的域名。逆序形式为com.horstmann。这个包还可以被进一步地划分成子包，如 com.horstmann.corejava。

从编译器的角度来看，嵌套的包之间没有任何关系。例如，java.util包与java.util.jar包毫无关系。每一个都拥有独立的类集合

1 包的作用

• 1.把功能相似或相关的类或接口组织在同一个包中，方便类的查找和使用。
• 2.如同文件夹一样，包也采用了树形目录的存储方式。同一个包中的类名字是不同的，不同的包中的类的名字是可以相同的，当同时调用两个不同包中相同类名的类时，应该加上包名加以区别。因此，包可以避免名字冲突。
• 3.包也限定了访问权限，拥有包访问权限的类才能访问某个包中的类。

Java使用包（package）这种机制是为了防止命名冲突，访问控制，提供搜索和定位类（class）、接口、枚举（enumerations）和注释（annotation）等。

包语句的语法格式为：

package pkg1[．pkg2[．pkg3…]];

例如,一个Something.java 文件它的内容

package net.java.util;
public class Something{
   ...
}

那么它的路径应该是net/java/util/Something.java这样保存的。package(包)的作用是把不同的java程序分类保存，更方便的被其他java程序调用。

一个包（package）可以定义为一组相互联系的类型（类、接口、枚举和注释），为这些类型提供访问保护和命名空间管理的功能。

以下是一些Java中的包：

java.lang-打包基础的类
java.io-包含输入输出功能的函数

开发者可以自己把一组类和接口等打包，并定义自己的包。而且在实际开发中这样做是值得提倡的，当你自己完成类的实现之后，将相关的类分组，可以让其他的编程者更容易地确定哪些类、接口、枚举和注释等是相关的。

由于包创建了新的命名空间（namespace），所以不会跟其他包中的任何名字产生命名冲突。使用包这种机制，更容易实现访问控制，并且让定位相关类更加简单。

2 创建包

创建包的时候，你需要为这个包取一个合适的名字。之后，如果其他的一个源文件包含了这个包提供的类、接口、枚举或者注释类型的时候，都必须将这个包的声明放在这个源文件的开头。

包声明应该在源文件的第一行，每个源文件只能有一个包声明，这个文件中的每个类型都应用于它。

如果一个源文件中没有使用包声明，那么其中的类，函数，枚举，注释等将被放在一个无名的包（unnamed package）中。

例子

让我们来看一个例子，这个例子创建了一个叫做animals的包。通常使用小写的字母来命名避免与类、接口名字的冲突

在 animals 包中加入一个接口（interface）：

Animal.java 文件代码：
/* 文件名: Animal.java */
package animals;//该文件属于animals包

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

接下来，在同一个包中加入该接口的实现：

//MammalInt.java 文件代码：
package animals;

/* 文件名 : 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();
   }
}

然后，编译这两个文件，并把他们放在一个叫做animals的子目录中。 用下面的命令来运行：

$ mkdir animals
$ cp Animal.class  MammalInt.class animals
$ java animals/MammalInt

Mammal eats
Mammal travel

3 包和成员访问

包也参与了java的访问控制机制，元素的可见性取决于它的访问说明private，public，protected或者默认，也取决于元素所在的包。因此，一个元素的可见性就由它所属的类和所属的包的可见性来决定，这种多层次的访问控制方法适用与丰富的访问权限分表，如下表：

-	private成员	默认成员	protected成员	public成员
在同一个类中可见	Y	Y	Y	Y
在位于同一个包中的子类中可见	N	Y	Y	Y
在位于同一个包中的非子类可见	N	Y	Y	Y
在位于不同包中的子类可见	N	N	Y	Y
在位于不同包中的非子类可见	N	N	N	Y

4 导入包（import关键字）

为了能够使用某一个包的成员，我们需要在Java程序中明确导入该包。使用"import"语句可完成此功能。

在java源文件中import语句应位于package语句之后，所有类的定义之前，可以没有，也可以有多条，其语法格式为：

import package1[.package2…].(classname|*);

如果在一个包中，一个类想要使用本包中的另一个类，那么该包名可以省略。

例子

下面的payroll包已经包含了Employee类，接下来向payroll包中添加一个Boss类。Boss类引用Employee类的时候可以不用使用payroll前缀，Boss类的实例如下。

//Boss.java 文件代码：
package payroll;
 
public class Boss
{
   public void payEmployee(Employee e)
   {
      e.mailCheck();
   }
}

如果Boss类不在payroll包中又会怎样？Boss类必须使用下面几种方法之一来引用其他包中的类。

使用类全名描述，例如：

payroll.Employee

用import关键字引入，使用通配符 "*"

import payroll.*;

使用import关键字引入 Employee 类:

import payroll.Employee;

注意：

类文件中可以包含任意数量的import声明。import声明必须在包声明之后，类声明之前。

但是，需要注意的是，只能使用星号（*）导入一个包，而不能使用import java.*或import java.*.*导入以java为前缀的所有包。

在大多数情况下，只导入所需的包，并不必过多地理睬它们。但在发生命名冲突的时候，就不能不注意包的名字了。例如，java.util 和java.sql包都有日期（Date) 类。如果在程序中导入了这两个包：

import java.util .*;
import java.sql .*;

在程序使用Date类的时候，就会出现一个编译错误：

Date today; // Error java.util .Date or java.sql .Date?

此时编译器无法确定程序使用的是哪一个Date类。可以采用增加一个特定的import语句来解决这个问题

import java.util .*;
import java.sql .*;
import java.util .Date;

如果这两个Date类都需要使用，又该怎么办呢？ 答案是，在每个类名的前面加上完整的包名。

java.util .Date deadline = new java.util .Date() ;
java.sql .Date today = new java.sql .Date(...) ;

在包中定位类是编译器（ compiler) 的工作。类文件中的字节码肯定使用完整的包名来引用其他类。

C++注释：C++程序员经常将import与#include弄混。实际上，这两者之间并没有共同之处。在C++中，必须使用include将外部特性的声明加栽进来，这是因为C++编译器无法查看任何文件的内部， 除了正在编译的文件以及在头文件中明确包含的文件。Java编译器可以查看其他文件的内部， 只要告诉它到哪里去查看就可以了
在Java中，通过显式地给出包名，如java.util.Date，就可以不使用import; 而在C++中，无法避免使用include指令。Import语句的唯一的好处是简捷。可以使用简短的名字而不是完整的包名来引用一个类。例如，在import java.util.* ( 或import java.util.Date) 语句之后，可以仅仅用Date引用java.util.Date类。

在C++中，与包机制类似的是命名空间(namespace)。在Java中，package与import语句类似于C++中的namespace和using指令。

5 将类放入包中

要想将一个类放入包中，就必须将包的名字放在源文件的开头，包中定义类的代码之前。例如，Employee.java开头是这样的：

package com.horstiman.corejava;
public class Employee {
    ...
} 

如果没有在源文件中放置package语句，这个源文件中的类就被放置在一个默认包 (defaulf package)中。默认包是一个没有名字的包。在此之前，我们定义的所有类都在默认包中。

将包中的文件放到与完整的包名匹配的子目录中。例如，com.horstmann.corejava包中的所有源文件应该被放置在子目录com/horstmann/corejava (Windows中com\horstmann\corejava) 中。编译器将类文件也放在相同的目录结构中。

6 package的目录结构

类放在包中会有两种主要的结果：

• 包名成为类名的一部分，正如我们前面讨论的一样。
• 包名必须与相应的字节码所在的目录结构相吻合。

下面是管理你自己java中文件的一种简单方式：

将类、接口等类型的源码放在一个文本中，这个文件的名字就是这个类型的名字，并以.java作为扩展名。例如：

// 文件名 :  Car.java
package vehicle;
public class Car {
   // 类实现  导入包
}

接下来，把源文件放在一个目录中，这个目录要对应类所在包的名字。

....\vehicle\Car.java

现在，正确的类名和路径将会是如下样子：

类名 -> vehicle.Car
路径名 -> vehicle\Car.java (在 windows 系统中)

通常，一个公司使用它互联网域名的颠倒形式来作为它的包名.例如：互联网域名是runoob.com，所有的包名都以 com.runoob开头。包名中的每一个部分对应一个子目录。

例如：有一个com.runoob.test的包，这个包包含一个叫做Runoob.java的源文件，那么相应的，应该有如下面的一连串子目录：...\com\runoob\test\Runoob.java

编译的时候，编译器为包中定义的每个类、接口等类型各创建一个不同的输出文件，输出文件的名字就是这个类型的名字，并加上.class作为扩展后缀。 例如：

// 文件名: Runoob.java
package com.runoob.test;
public class Runoob { 
}
class Google { 
}

现在，我们用-d选项来编译这个文件，如下：

$javac -d . Runoob.java

这样会像下面这样放置编译了的文件：

.\com\runoob\test\Runoob.class
.\com\runoob\test\Google.class

你可以像下面这样来导入所有\com\runoob\test\中定义的类、接口等：

import com.runoob.test.*;

编译之后的.class文件应该和.java源文件一样，它们放置的目录应该跟包的名字对应起来。但是，并不要求.class文件的路径跟相应的.java的路径一样。你可以分开来安排源码和类的目录。

<path-one>\sources\com\runoob\test\Runoob.java
<path-two>\classes\com\runoob\test\Google.class

这样，你可以将你的类目录分享给其他的编程人员，而不用透露自己的源码。用这种方法管理源码和类文件可以让编译器和java虚拟机（JVM）可以找到你程序中使用的所有类型。

类目录的绝对路径叫做class path。设置在系统变量CLASSPATH中。编译器和java虚拟机通过将package字加到class path后来构造.class文件的路径。

<path- two>\classe是class path，package名字是com.runoob.test,而编译器和JVM会在<path-two>\classes\com\runoob\test中找 .class文件。

一个class path可能会包含好几个路径，多路径应该用分隔符分开。默认情况下，编译器和JVM查找当前目录。JAR文件按包含Java平台相关的类，所以他们的目录默认放在了class path中。

7 设置CLASSPATH系统变量

用下面的命令显示当前的CLASSPATH变量：

Windows 平台（DOS 命令行下）:C:\> set CLASSPATH
UNIX 平台（Bourne shell 下）:# echo $CLASSPATH

删除当前CLASSPATH变量内容：

Windows 平台（DOS 命令行下）：C:\> set CLASSPATH=
UNIX 平台（Bourne shell 下）：# unset CLASSPATH; export CLASSPATH

设置CLASSPATH变量:

Windows 平台（DOS 命令行下）： C:\> set CLASSPATH=C:\users\jack\java\classes
UNIX 平台（Bourne shell 下）：# CLASSPATH=/home/jack/java/classes; export CLASSPATH

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8 JDK中提供的Java基本包

JDK中提供了一些Java基本包，主要包括：

• java.lang包：包含线程类，异常类，系统类，整数类和字符串类等，这些类是编写Java程序经常用到的。这个包是Java虚拟机自动引入的，也就是说，即使没有提供import java.lang.*语句，这个包也会被自动引入。
• java.awt包：抽象窗口工具包，这个包主要用于创建GUI界面的类及绘图类
• java.io包：输入/输出包，包含各种输入输出流，如文件输入流类（FileInputStream类），以及文件输出流类（FileOutputStream）等
• java.util包：提供一些实用类，如日期类和集合类。
• java.net包：提供TCP/IP网络协议，包含Socket类，以及和URL相关的类，这些都用于网络编程