【Java基础】25.包(package)

文章目录

  • 前言
  • 一、包的作用
  • 二、创建包
  • 三、import 关键字
  • 四、package 的目录结构
  • 五、设置 CLASSPATH 系统变量

前言

为了更好地组织类，Java 提供了包机制，用于区别类名的命名空间。

一、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。

二、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：
这个例子创建了一个叫做 com.zh.d1_package 多层包的结构。通常使用小写的字母来命名避免与类、接口名字的冲突。
包结构
在 d1_package 包中加入一个 Animal 接口（interface）：

package com.zh.d1_package;

/**
 * @ClassName: Animal
 * @Description: 创建包(package)
 * Animal接口
 * @author: Zh
 * @date: 2024/4/21 14:32
 */
public interface Animal {
    public void eat();
    public void run();
    public void walk();
}

接下来，在同一个包中加入该接口的实现：

package com.zh.d1_package;

/**
 * @ClassName: AnimalImpl
 * @Description: 创建包(package)
 * Animal接口实现类
 * @author: Zh
 * @date: 2024/4/21 14:33
 */
public class AnimalImpl implements Animal {
    @Override
    public void eat() {

    }

    @Override
    public void run() {

    }

    @Override
    public void walk() {

    }
}

接口和实现类都在同一个包中。
相关包结构

三、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。
在 Java 中，import 关键字用于导入其他类或包中定义的类型，以便在当前源文件中使用这些类型。
import 关键字用于引入其他包中的类、接口或静态成员，它允许你在代码中直接使用其他包中的类，而不需要完整地指定类的包名。
在 java 源文件中 import 语句必须位于 Java 源文件的头部，其语法格式为：

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

import 语句位于 package 语句之后：

// 第一行非注释行是 package 语句
package com.example;
 
// import 语句引入其他包中的类
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
// 类的定义
public class MyClass {
    // 类的成员和方法
}

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。

可以使用 import语句来引入一个特定的类：

package com.zh.d1_package;

import com.zh.d1_package.demo1.Cat;

这样，你就可以在当前源文件中直接使用 Cat类的方法、变量或常量。

也可以使用通配符 * 来引入整个包或包的子包：

package com.zh.d1_package;

import com.zh.d1_package.demo2.*;

这样，你可以导入 com.zh.d1_package.demo2 包中的所有类，从而在当前源文件中使用该包中的任何类的方法、变量或常量。注意，使用通配符 * 导入整个包时，只会导入包中的类，而不会导入包中的子包。

在导入类或包时，你需要提供类的完全限定名或包的完全限定名。完全限定名包括包名和类名的组合，以点号 . 分隔。

实例：

import java.util.ArrayList; // 引入 java.util 包中的 ArrayList 类
import java.util.*; // 引入 java.util 包中的所有类

import com.example.MyClass; // 引入 com.example 包中的 MyClass 类
import com.example.*; // 引入 com.example 包中的所有类

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。

四、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  
}

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 名字加到 class path 后来构造 .class 文件的路径。

\classes 是 class path，package 名字是 com.runoob.test,而编译器和 JVM 会在 \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。

五、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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