《Java从入门到失业》第四章：类和对象（4.5）：包

4.5包

       前面我们已经听过包（package）这个概念了，比如String类在java.lang包下，Arrays类在java.util包下。那么为什么要引入包的概念呢？我们思考一个问题：java类库提供了上千个类，我们很难完全记住他们，如果我们编写了一个类，类名和类库中的某个类名字重复了怎么办？

       其实一个操作系统的文件系统也会遇到类似的问题，那么windows系统如何解决的？这个你肯定知道，就是采用目录层次结构。我们把硬盘分成很多分区，例如c盘、d盘等，这个叫做根目录。然后再一级一级的建立文件夹，看图：

 

我们在workspace和workspace2下分别创建同名文件：hello.java，那么这2个文件的完整路径为：

D:\Java大失叔\workspace\hello.java

D:\Java大失叔\workspace2\hello.java

因此不会有冲突。

4.5.1包的概念

　　在Java中，是用包来解决这个问题的。包就类似于文件目录层次结构，是采用圆点(.)来分割，例如java.util。包类似于命名空间，我们平时说的类名，其实是类名的简写，一个类真正的名字是包名.类名，我们称之为完整类名。例如String类的的完整类名是java.lang.String，Arrays类的完整类名是java.util.Arrays。有了包之后，我们只需把我们自己编写的类放到我们自己的包中，这样即使类名和类库中的名字重复，也不会有冲突了（当然我们不建议这么做），例如我们也编写一个String类，放在我们自己的包javadashishu下，则我们的String类的完整类名是javadashishu.String，和java.lang.String不一样，就不会有冲突。

　　为了保证包名不冲突，针对包名我们会有一套推荐的命名方法，Sun公司的建议是：

• 包名都采用小写英文字母或数字，不能以圆点(.)开头或结尾
• 用倒置的域名作为包名前缀，例如

org.apache

com.google

• 子包名使用项目或功能的名字，尽量使用有意义的单词
• 尽量避免和JDK中的类同名

例如，笔者可以把《Java从入门到失业》的例子都放到包：com.javadss.javase下。

4.5.2创建包

       我们已经了解了包的概念，那么怎么把一个类放到一个包下呢？下面们用Eclipse来演示创建类和包的过程，首先我们先创建本书第四章的包：com.javadss.javase.ch04。右键点击工程src文件，如下图：

 

在弹出的如下页面输入包名：

 

点击“Finish”按钮，我们发现，工程目录多了一个包，然后我们在包目录上点击右键，创建一个类PackageTest，Eclipse会自动生成代码如下：

package com.javadss.javase.ch04;

public class PackageTest {

} 

我们发现，该文件的第一行多了一句代码：

package com.javadss.javase.ch04;

这句代码的含义就是表示该源文件中的所有类都将被放到包com.javadss.javase.ch04的下面。如果我们在该源文件中继续写一个类PackageTest2如下：

package com.javadss.javase.ch04;

public class PackageTest {

}

class PackageTest2 {

}  

这样源文件PackageTest.java中的2个类PackageTest和PackageTest2 都被放到包com.javadss.javase.ch04中了。因此它们的完整类名分别为：

　　com.javadss.javase.ch04.PackageTest

　　com.javadss.javase.ch04.PackageTest2

假如我们的源文件开头没有声明包语句，那么这个源文件会被放置到一个默认包中，默认包是一个没有名字的包，像我们之前的例子，都没有声明包，因此它们都是放置在默认包中的。不过在实际运用中，非常不推荐把类放置在默认包中。

       定义好了类的包后，我们看看这个源文件被放在什么地方了。笔者的Eclipse的工作空间目录为D:\Java大失叔\workspace，本书的工程为BaseJava，工程中src为源代码目录，bin为class文件目录。则最终源文件PackageTest.java的路径为：

D:\Java大失叔\workspace\BaseJava\src\com.javadss.javase.ch04\PackageTest.java

目录层次结构如下：

 

因为我们使用了Eclipse，它会自动帮我们编译类，还记得我们在3.1演示HelloWorld的时候教大家如何创建工程吗？Eclipse创建工程默认会使用项目文件目录作为根目录，下面会创建2个文件夹：src和bin。src用来存放源代码文件，bin用来存放编译后的字节码class文件。我们会发现，最终src和bin变成如下结构：

 

实际上，如果我们不用IDE，我们手工在src目录下编写上述源文件，然后用命令行工具编译（我们也编译到bin目录下），命令如下（还记得编译命令吗？红色表示编译后的class文件的目录，蓝色表示源文件的路径）：

javac -d D:\Java大失叔\workspace\BaseJava\bin D:\Java大失叔\workspace\BaseJava\src\com\javadss\javase\ch04\PackageTest.java

编译成功后，也会在bin目录下形成上述结构。

4.5.3包作用域

　　上面我们说过包可以用来解决同名类的冲突问题，实际上，包还有一个作用，就是可以控制权限。

　　前面我们接触过访问修饰符public、private，其实还有一个protected，它们可以用来修饰类、属性及方法，当类、属性或方法不用任何访问修饰符修饰的时候，我们可以认为有一个default修饰符在修饰它们，这样一来，可以认为有4种访问修饰符，这4个修饰符可以控制对同一个类、同一个包、不同包的子类、不同包非子类的访问权限，下面我们用表格的形式列出它们的权限范围：

我们看到，当不用任何修饰符修饰的时候，类、方法和属性对同一个包下的其他类是开放的。我们用一个例子演示一下，看如下2个类：

package com.javadss.javase.ch04;

class PackageTest {
    private String sPrviate = "我是私有的";
    String sDefault = "我是默认的";

    void testYes() {
        System.out.println("同一个包可以访问我");
    }

    private void testNo() {
        System.out.println("只有我自己可以访问我");
    }
}  

package com.javadss.javase.ch04;

class PackageTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        PackageTest test = new PackageTest();
        test.testYes();
        System.out.println(test.sDefault);
    }
}  

我们看到，PackageTest和PackageTest2在同一个包中，因此PackageTest2可以访问PackageTest的testYes方法和sDefault属性，但是不能访问private修饰的testNo方法和sPrivate属性。

       这里其实有一个问题，就是PackageTest2可以修改PackageTest的sDefault属性，其实对于有些情况来说，算是破坏了封装性。比如我编写了一个小工具类DssUtil提供给别人使用，包名是com.javadss.util。其中有很多默认修饰的属性，我本意是不想对外界开放。但是实际上使用者可以把他的类也放到包com.javadss.util中，这样他的类就可以随意访问DssUtil中的默认修饰属性了。不过这一点也有办法控制，后面我们有机会可以讨论包密封机制来解决这个问题（Java虚拟机从类加载上禁止加载用户自定义的以java.开头的类来解决这个问题）。

       另外，还有一个问题需要注意，包并没有包含关系，例如对于包com.javadss.javase和com.javadss.javase.ch04这是2个包，因此这2个包下的类，不能互相访问默认作用域的类、属性和方法。

4.5.4包的导入

　　一个类可以访问同包中的所有类和其他包中的public类，如果需要访问其他类，需要导入以后才能访问。导入类有几种方式，我们一一介绍。

4.5.4.1直接写完整类名

       第一种方式，是直接写完整类名。例如我们要使用Arrays类对一个数组排序，可以这样：

class PackageTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = new int[] { 4, 1323, 1, 33 };
        java.util.Arrays.sort(a);//直接写完整类名  
    }
} 

但是这种方式显然是比较痛苦和令人讨厌的，一般我们采用下面这种方式。

4.5.4.2import语句

       第二种方式就是用import语句导入。import语句可以导入某个特定的类或导入整个包。例如： 

import java.util.Arrays;//导入特定的类  

或者

import java.util.*;//导入整个包  

使用import语句导入后，就可以不用写完整类名了。这里需要注意的是，导入整个包的方式，并不能把子包导入进来。一般情况下，我们推荐导入特定类的方式，这样可以直接看到某个类在哪个包下。

       聪明的同学可能要问了，我记得我们之前一直使用System类来打印，但是好像也没有导入包啊？算你厉害，这里就牵涉到编译器在编译的时候，是如何定位类的：

1. 如果是完整类名，则直接定位到该类
2. 如果是简单类名，则按下面顺序：

• • 从当前包下查找是否存在该类
  • 从import语句中查找是否存在该类
  • 从java.lang包中查找是否存在该类

看到了吗？实际上就相当于编译器会帮我们导入当前包和java.lang包下的类。因为System是java.lang包下的类，因此我们可以不必显式的导入。

       有的时候还存在一个问题，当2个包下存在同名的类时，比如在JDK中存在java.util.Date和java.sql.Date，如果我们用了如下语句：

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

那么我们无法使用简单的类名Date。因为无法区分是用哪个包下的Date类。假如我们只使用其中一个，比如我们用java.util.Date，可以有一个取巧的办法：

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

但是这种办法解决不了我们同时需要使用2个Date类。如果同时需要使用的时候，只能用完整类名的方式了。

4.5.4.3静态导入

       从Java5.0开始，增加一种新的导入方式，可以导入静态方法和静态属性。前面我们经常使用System.out.println()来打印，其实out就是System类的一个静态属性。如果我们在源文件进行如下导入：

import static java.lang.System.out;

这样我们就可以直接使用out.println()来打印输出了：

 1 package com.javadss.javase.ch04;
 2
 3 import static java.lang.System.exit;
 4 import static java.lang.System.out;
 5
 6 class PackageTest2 {
 7     public static void main(String[] args) {
 8         out.println("静态导入");
 9         exit(0);
10     }
11 }  

注意看第3行，exit()是System的一个静态方法，这里不管这个方法有啥用，只是演示可以导入静态方法。当然，我们可以静态导入整个类的静态属性和方法：

import static java.lang.System.*;  

不过说实话，我不太喜欢使用静态导入，有的时候反而引起一些阅读障碍。

4.5.5小结

       通过本小结的讨论，我们知道：

• 包可以解决类名冲突，一个类的完整类名是包名.类名
• 在一个类中访问其他类，可以写完整的类名，也可以用import语句导入；从Java5.0开始还可以导入静态方法和静态属性。
• 包可以隔离访问权限，默认修饰的类、方法、属性可以被同包的其他类访问。

另外，包主要是让编译器知道如何定位到类，当编译成字节码class文件后，class文件中都是采用完整类名的方式来引用其他类。最后用一张图来总结一下：