5.2 Java中的包

“三妹,这一节,我们简单过一下 Java 中的包,也就是 package,这个一点就透,很好掌握。”我放下手中的雪碧,翻开笔记本,登上 GitHub,点开《二哥的 Java 进阶之路》,找到这篇「Java 中的包」,开始滔滔不绝起来。

“二哥,你等一下。”让我打开思维导图做一下笔记📒。

关于包

在前面的代码中,我们把类和接口命名为Person、Student、Hello等简单的名字。

在团队开发中,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。

要特别注意: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

编译的命令相对比较复杂,我们需要在src目录下执行javac命令:

javac -d ../bin ming/Person.java hong/Person.java mr/jun/Arrays.java

在 IDE 中,会自动根据包结构编译所有 Java 源码,所以不必担心使用命令行编译的复杂命令。

包的作用域

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,就可以直接访问 Person 类:

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

}

}

导入包

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() {

mr.jun.Arrays arrays = new mr.jun.Arrays();

}

}

很显然,每次都要写完整的类名比较痛苦。

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() {

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。

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。

包的最佳实践

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.tobebetterjavaer.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

...

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。

参考链接:https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1252599548343744/1260467032946976,整理:沉默王二

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