Java 包

當(dāng)我們的程序規(guī)模越來越大，類的數(shù)量也會隨之增多，數(shù)量繁多的類會造成項目的混亂，不易于維護(hù)管理。本小節(jié)所介紹的包就是為了將類分類而產(chǎn)生的，我們可以使用包讓程序結(jié)構(gòu)更加清晰且易于管理。本小節(jié)將會學(xué)習(xí)到什么是包，如何聲明包，包作用域以及包的命名規(guī)范等知識點。

1. 概述

1.1 什么是包

包是一個命名空間，它可以將類和接口進(jìn)行分組。

從概念上講，我們可以將包看作是計算機上的不同文件夾。例如，我們可以將圖片保存在一個文件夾中，將視頻保存在另一個文件夾中。

1.2 為什么需要包

正如我們在前言中所提到的，當(dāng)程序規(guī)模越來越大，類的數(shù)量也會隨之增多。使用包將這些類分組后，可以讓類更易于查找和使用，也可以避免命名沖突，還可以控制訪問。

易于查找和使用很容易理解，試想我們電腦的某一個文件夾中，存放著成百上千的各類文件，即使使用搜索功能都不能迅速定位到我們想要的文件，而將這些文件按照功能或特點分類存入到不同的文件夾下，就可以大大提高我們查找和使用的效率。對于 Java 語言的類也是同樣的道理。

對于命名沖突，我們來看實際開發(fā)中的一個例子：一個 Java 工程由 3 個程序員協(xié)同開發(fā)，程序員 A 寫了一個工具類 Util，程序員 B 也寫了一個工具類 Util，程序員 C 既想使用 A 的 Util，又想使用 B 的 Util，這個時候可以分別將 A、B 兩個人的 Util 類放入兩個不同的包下，就可以解決命名沖突了。

對于控制訪問，我們將在本小節(jié)的包作用域部分舉例講解。

2. 包聲明

2.1 語法

在一個類中，使用關(guān)鍵字 package 在類的頂部聲明一個包：

package service;

public class DemoService {
    ...
}

上面的代碼就表示 DemoService 類放到了 service 包下，我們也可以說：DemoService 在 service 包中聲明。我們的類如果在包中聲明，那么類就必須放置在源碼目錄下以包名稱命名的子目錄中。這樣編譯器才能在系統(tǒng)中找到 Java 文件。

2.2 實例

下面我們使用 IntelliJ IDEA 來演示一個簡單的建包到建類的過程。

新建一個名為 imooc 的工程，之前我們已經(jīng)學(xué)過如何在 IDE 中新建工程，因此這里不再截圖演示。查看下圖，imooc 是工程名，src 是源碼目錄。

首先在源碼目錄新建一個包，命名為 service。在 src 目錄上點擊鼠標(biāo)右鍵 -> New -> Package

填入包名 service

輸入 Enter 完成包的新建，此時工程結(jié)構(gòu)如下：

接下來在包下面新建一個 DemoService 類。在 service 點擊右鍵 -> New -> Java Class，輸入類名稱 DemoService 完成新建，此時工程結(jié)構(gòu)如下：

而 IDE 也會在類的頂部自動為我們聲明包：

這樣就完成了一個包到類的新建。

重復(fù)以上步驟，我們接著在源碼目錄下新建一個 util 包，在 util 包中新建一個 DemoUtil 類。

此時，imooc 工程在物理硬盤上的文件結(jié)構(gòu)為：

├── imooc
│   └── src
│       ├── service
│       │   └── DemoService.java
│       └── util
│           └── DemoUtil.java

通過上述一系列演示，我們驗證了這個結(jié)論：所有的 Java 文件對應(yīng)的目錄層級要和包的層級保持一致。

另外，包下面也可以包含子包，子包中也可以聲明類，例如，可以在上面的 service 包下新建一個 demo 包，在 demo 包下新建一個 DemoClass 類。如下代碼可以看到類頂部包的聲明，要使用. 分隔多個包名：

package service.demo;

public class DemoClass {
}

3. 導(dǎo)入包

3.1 完整類名導(dǎo)入

在類名前面加上包名（我們稱為完整類名），就可以使用指定包中的類。例如，對與上面示例的項目結(jié)構(gòu)，我們想在 DemoService 類中使用 DemoUtil 類，可以這樣寫：

package service;

public class DemoService {
    util.DemoUtil demoUtil = new util.DemoUtil();
}

如果使用同一包中的類，則不必在類前面指定包名。

3.2 import 關(guān)鍵字導(dǎo)入

上面的語法比較冗長，我們可以使用 import 關(guān)鍵字在文件頂部導(dǎo)入指定包中類，在代碼中就不必指定包名來使用類了。例如，上面的代碼可以改成寫：

package service;

import util.DemoUtil;

public class DemoService {
    DemoUtil demoUtil = new DemoUtil();
}

Tips：如果有兩個或多個類名相同，那么就不能使用 import 關(guān)鍵字同時導(dǎo)入了，此時建議使用完整類名的方式使用類。當(dāng)然，實際的編碼中，我們也不推薦命名多個同名類。

3.3 通配符導(dǎo)入

在使用 import 關(guān)鍵字時，可以使用通配符 * 來導(dǎo)入指定包下面的所有類。例如：

package service;

import util.*;

public class DemoService {
    DemoUtil demoUtil = new DemoUtil();
}

盡管它看起來非常方便，但是我們不推薦這種寫法。一方面降低了代碼的可讀性，另外也可能導(dǎo)致一些問題。

還有一點需要特別提醒，java.lang 包中的所有類會都被編譯器隱式導(dǎo)入，所以在使用諸如 System、String 等類的時候，我們不需要手動導(dǎo)入。

4. 包作用域

所謂包作用域，就是沒有使用訪問修飾符修飾的字段和方法。同一個包中的類，可以訪問包作用域的字段和方法。

例如，在 com.imooc 包下面有一個 Student 類：

package com.imooc;

public class Student {

    // 包作用域的屬性
    String name;

    // 包作用域的方法
    void sayHello() {
        System.out.println("你好！" + name);
    }

}

在 com.imooc 包下面的 Test 類，訪問 Student 類中的字段和方法：

package com.imooc;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student();
        // 操作包作用域下屬性
        student.name = "Colorful";
        // 訪問包作用域下的方法
        student.sayHello();
    }
}

由于 Student 與 Test 都屬于 com.imooc 包，所以可以訪問包作用域內(nèi)的字段和方法。

5. 包命名規(guī)范

包名應(yīng)該使用全小寫字母命名，這樣易于將包名與類名區(qū)分開。

為了避免名稱沖突，通常建議以公司域名的倒置來確保唯一性。例如，慕課網(wǎng)域名為 imooc.com，項目的包命就應(yīng)該為 com.imooc，其具體的子包可根據(jù)功能業(yè)務(wù)命名。

再舉幾個例子，大名鼎鼎的 Apache 軟件基金會的包命名為 org.apache，Java 領(lǐng)域最知名開源框架 Spring 包名為 org.springframework。

6. 小結(jié)

本小節(jié)我們學(xué)習(xí)了 Java 包的定義與使用，Java 提供包的機制主要是為了類避免命名沖突。我們也知道了如何聲明包、如何導(dǎo)入包以及包作用域的概念，實際項目的包名推薦使用域名倒置。

包的使用，除了在我們自己編寫的項目中非常常見，你也可以翻閱 JDK 的源碼，Java 平臺按照功能將類放入了不同的包中。例如：基礎(chǔ)的類在 java.lang 包中，用于讀寫的類在 java.io 包中，一些工具類放在 java.util 包中。Java 平臺由成百上千的類組成，把這些類放入包中，可以使程序結(jié)構(gòu)井井有條。