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在前面的代码中,我们把类和接口命名为PersonStudentHello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

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publicprotectedprivate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() {
        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() {
        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.Arraysjava.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
  • ...

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

Package结构

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


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