编程学习笔记之Java相关：包的概念和使用

      类似操作系统中的文件目录结构，Java也利用包来组织和管理类，一个包中可以包含着一些围绕某个主题的类。 包中还可以有子包，这就形成了包的层次结构。

      对于类来说，类中所有成员的名字都是互不相干的，比如类A与类B中都有一个方法fun，但其实这两个fun没有任何关系。在一个Java程序的运行过程中，很可能会从Internet上下载一些类，而用户并不知晓。所以在Java中需要名字空间的完全控制，用以保证类名的唯一性。而包机制就为我们的这种目的提供了一种可能性：作为包的设计人员，可以利用包来划分名字空间以避免类名冲突，换言之，一个包中的类不能重名，但不同包中的类可以重名！。

      包是一种松散的类的集合，一般不要求处于同一个包的类有明显的相互关系，如继承、包含等。由于同一个包中的类在默认情况下可以互相访问，所以为了方便管理，通常把一些在一起协同工作的类放在同一个包中。系统也是通过反映不同主题的包为用户提供不同用途的类，如输入输出类、数学运算类、Applet类等。。利用包来管理类，可以实现类库的共享和复用，类库是程序员编写Java程序的宝贵资源，是可以直接拿来使用的“程序芯片”。

      包分为无名包和有名包，无名包的好处是无需对包作任何声明，可以拿来方便快捷使用，但也因为无名包没有名字，所以其它程序无法访问无名包中的类，所以说无名包只适合在局部应用。而有名包就可以被其它程序所访问，可以通过“包名.类名”访问指定包中指定的类。

      在Java中，一个Java源文件被称作一个编译单元，Java的编译单元具有如下的特性：首先，一个编译单元中只能有一个public类，而该类的类名必须与该编译单元的原文件名相同，该编译单元中的其它类都是该public类的支撑类。其次，经过编译后，编译单元中的每个类都会产生一个后缀为“.class”的字节码文件，也称为类文件。最后，由一个编译单元所生成的所有类文件，肯定要归于一个包中，要么是无名包，要么是有名包。

2）包的使用

      使用包【创建有名包】的关键字是package，而且package语句只能作为该Java源文件的第一条语句，而且是整个编译单元中的唯一一条package语句。该语句指定该编译单元中定义的类属于哪个包，如果默认该语句，则默认为无名包。package的使用格式如下：

package 包名; // 包名一般都用小写字母

      下面我们给出一个较为具体的包使用例子：在D200_Card.Java源文件中，定义了PhoneCard类、子类NumberCard以及子子类D200_Card，在源文件的第一行用package声明了一个包，包名是cardclasses，所以该编译单元中的3个类都属于cardclasses。源文件内容如下:

package cardclasses;abstract class PhoneCard{  double balance;}abstract class Number_PhoneCard extends PhoneCard{  long cardNumber;}public class D200_Card extends Number_PhoneCard{  public D200_Card(long cn, double b){  cardNumber = cn;  balance = b;  }  public String performDial()  {    balance -= 0.5;    return "卡号："+cardNumber+"\n余额："+balance;  }}

       根据包与目录的对应关系，cardclasses包对应的目录名应该是cardclasses，那么该目录该如何创建呢？而上面的编译单元生成的类文件又该如何存放呢？

      首先我们要确定包的位置，如果我们要把cardclasses放在d:\ temp下，那么下面有两种创建包的方法：

第一种，手工创建；

      首先，在Java项目开发中，应该将源文件与类文件分别放在不同的目录中，因此我们在d:\ temp目录下又新建了一个d200文件夹，用它来专门存放D200_Card.java源文件，然后在该目录下编译源文件【 D:\temp\d200> javac D200_Card.java】，执行该命令后，会在源文件所在的目录，即d200下生成3个类文件，分别是PhoneCard.class、Number_PhoneCard.class和D200_Card.class。

      然后，按照我们当初对包的设计要求，需要在d:\ temp目录下创建一个与包对应的cardclasses文件夹，然后将第一步生成的3个类文件都移动到cardclasses目录下，这就相当于把类添加到包中，因为用package语句声明本编译单元中的类属于指定的包后，就必须把这些类文件放在这个包中，并且只能通过该包来访问这些类。

第二种，自动创建；

      这是一种比较方便快捷的方法，它可以让编译程序在完成编译的同时，也能实现包的创建和类的塞入，该功能的编译命令如下：【D:\temp\d200>javac -d d:\temp D200_Card.java】，我们看到，与前面那个手动方式相比，这一次命令里面多了一个“-d”选项，在它后面就是指定创建包的位置，这个javac命令会根据源文件中package声明的包名，在对应的制定目录下自动创建一个与包名一样的目录，并将编译源文件后所生成的类文件全部放在这个文件夹中，完成包的创建和类的加入。当然，如果对应的包已经存在，那么javac命令会跳过创建包目录步骤，而直接将生成的字节码文件放在该已经存在的包中。如果在这个包存在一个重名的类文件，那么程序会用新的类文件替换掉已经存在的旧的类文件。最后要说明的是，如果想在特定的当前目录下创建包，那么需要使用如下命令：【D:\temp javac -d . d200\D200_Card.java】，其中里面的“.”意思就是当前目录。

      最后介绍一下嵌套包的创建，以我们上面的代码为例，如果我们的package是如下使用：

package cardsystem.cardclasses; //这就是嵌套包

那么编译该源文件后会创建两个包，首先是cardsystem，然后在它里面再创建一个cardclasses。

3）包的使用

      将类组织成包的目的是为了更好的使用这些类，一个类要用到其它的类，无非是访问其它类的静态成员、继承这个类或创建这个类的对象并访问这个对象的属性和方法。

      针对前面我们创建的cardclasses包和里面的三个类文件，我们将在这里讨论如何在包的外部访问它们。对于同一个包中的其它类，直接通过类名就可以访问，而如果是要访问其它包中public类，就需要指定被访问类所属的包了。

      我们首先在d:\temp下建立一个测试程序：

public class TestPackage{  public static void main(String args[])  {    D200_Card my200 = new D200_Card(11111111, 50);    System.out.println(my200.performDial());  }}

但是上面的代码连编译都无法通过：“找不到D200_Card类”，这是因为D200_Card类文件并没有在当前的无名包中，程序也没有指明这个类文件在什么地方，所以编译会报错，改成如下形式即可：

public class TestPackage{  public static void main(String args[])  {   cardclasses.D200_Card my200 = new cardclasses.D200_Card(11111111, 50);    System.out.println(my200.performDial());  }}

虽然这种方法是可行的，但实际应用时却很麻烦，因为我们要在每次使用D200_Card类时都要在前面加上cardclasses，这样非常不方便。所以流行的解决方式是使用下面这种方法：

import cardclasses.D200_Card; //这样就引入了需要使用的D200_Card类public class TestPackage{  public static void main(String args[])  {    D200_Card my200 = new D200_Card(11111111, 50);    System.out.println(my200.performDial());  }}

甚至我们可以直接引入整个包：

import cardclasses.*; //引入了整个包,“*”意味着包中所有的类public class TestPackage{  public static void main(String args[])  {    D200_Card my200 = new D200_Card(11111111, 50);    System.out.println(my200.performDial());  }}

需要注意的是，在一个编译单元中，import不限于一个，但它们必须要出现在所有的类定义之前！此外，import语句仅仅是将指定包中的类引入到当前的类名空间，就是告诉编译程序去哪儿找程序中要使用的类，import语句并不加载类的定义，也不会对那些类文件产生不好的影响。

      当引入的不同包中有类重名的情况时，为区分使用的是哪个包中的类，在类名前加上包名最前缀。在import语句中，包名部分也可以包含小数点，如【import Java.awt.*;】，这句话的意思是：引进Java包中的awt子包中的所有类。

      最后还要讲一下包的定位，包放在哪个目录下可以由程序员自由指定，虽然在程序中可以通过多种方法指定包的位置，但系统又该到什么地方查找这个包呢？这就牵扯到环境变量CLASSPATH了。

      CLASSPATH就像操作系统中的PATH，它指明了查找包的路径，系统将环境变量CLASSPATH包含的一个或多个目录作为起始目录来查找包目录，并在找到的包目录下查找类文件。

      例如我们可以在命令方式下这样设置CLASSPATH环境变量：【 set CLASSPATH = .;d:\temp 】，这样将会为系统设置了两个查找包的途径：第一是查看当前目录下是否有程序需要的包，第二是查看【d:\temp】目录下是否有程序需要的包。