package 與 import

May 18, 2022

就如同你會分不同資料夾來放置不同作用的檔案，類別也應該分門別類地放置。

package 套件

舉例來說，一個應用程式中會有多個類別彼此合作，也有可能由多個團隊共同分工，完成應用程式的某些功能塊，再組合在一起，若應用程式是多個團隊共同合作，又不分門別類放置 .class，那麼若 A 部門寫了 Util 類別並編譯為 Util.class，B 部門也寫了 Util 類別並編譯為 Util.class，當他們要將應用程式整合時，就會發生檔案覆蓋的問題，若現在要統一管理原始碼，也許原始碼也會發生彼此覆蓋問題。

你要有個分門別類管理類別的方式，無論是實體檔案上的分類管理，或是類別名稱上的分類管理，有個 package 關鍵字，可以達到這個目的。

請用編輯器開啟〈類別／原始碼路徑〉中 Hello1/src 資料夾的 Console.java，在開頭鍵入 package 該行：

package cc.openhome.util;

public class Console {
    public static void writeLine(String text) {
        System.out.println(text);
    }
}

這表示，Console 類別將放在 cc.openhome.util 套件（package）管理，套件的命名，通常會用組織或單位的網址命名，舉例來說，我的網址是 openhome.cc，套件就會反過來命名為 cc.openhome，由於組織或單位的網址是獨一無二的，這樣的命名方式，比較不會與其他組織或單位的套件發生同名衝突。

接著編輯 Hello1/src 資料夾中的 Main.java，在開頭鍵入 package 該行文字，這表示 Main 類別將放在 cc.openhome 套件，並且將 Console 改為 cc.openhome.util.Console：

package cc.openhome;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        cc.openhome.util.Console.writeLine("Hello, World");
    }
}

當類別原始碼開始使用 package 進行分類時，就會具有四種管理上的意義：

  • 原始碼檔案要放置在與 package 定義名稱階層相同的資料夾階層。

目前計劃將所有原始碼檔案放在 src 中管理，由於 Console 類別使用 package 定義在 cc.openhome.util 套件下，Console.java 就必須放在 src 資料夾中的 cc/openhome/util 資料夾，在沒有工具輔助下，必須手動建立出資料夾，Main 類別使用 package 定義在 cc.openhome 套件下，因此 Main.java 必須放在 src 資料夾中的 cc/openhome 資料夾。

這麼做的好處很明顯，日後若不同組織或單位的原始碼要放置在一起管理，就不容易發生原始碼檔案彼此覆蓋的問題。

  • package 定義名稱與 class 定義名稱，會結合而成類別的完全吻合名稱（Fully qualified name）。

由於 Main 類別是位於 cc.openhome 套件分類中，完全吻合名稱是 cc.openhome.Main，而 Console 類別是位於 cc.openhome.util 分類中，完全吻合名稱為 cc.openhome.util.Console。

在原始碼中指定使用某個類別時，如果是相同套件中的類別，就只要使用 class 定義的名稱即可，而不同套件的類別，必須使用完全吻合名稱。由於 Main 與 Console 類別是位於不同的套件中，在 Main 類別中要使用 Console 類別，就必須使用 cc.openhome.util.Console。

這麼做的好處在於，若另一個組織或單位也使用 class 定義了 Console，但套件定義為 com.abc，完全吻合名稱會是 com.abc.Console，也就不會與 cc.openhome.util.Console 發生名稱衝突問題。

  • 位元碼檔案要放置在與 package 定義名稱階層相同的資料夾階層。

目前計劃將位元碼檔案放在 classes 資料夾中管理，由於 Console 類別使用 package 定義在 cc.openhome.util 套件下，編譯出來的 Console.class 就必須放在 classes 資料夾中的 cc/openhome/util 資料夾，Main 類別使用 package 定義在 cc.openhome 套件下，Main.class 就必須放在 classes 資料夾中的 cc/openhome 資料夾。

編譯時並不用手動建立對應套件階層的資料夾，若使用 -d 指定位元碼的存放位置，就會自動建立出對應套件階層的資料夾，並將編譯出來的位元碼檔案放置至對應的位置。例如：

C:\workspace\Hello1>javac -sourcepath src -cp classes -d classes src/cc/openhome/Main.java

C:\workspace\Hello1>java -cp classes cc.openhome.Main
Hello, World

由於 Main 類別位於 cc.openhome 套件，使用 java 執行程式時，必須指定完全吻合名稱，也就是指定 cc.openhome.Main 這個名稱。

  • 要在套件間共用的類別或方法（Method）必須宣告為 public。

這牽涉到套件間的權限管理，之後才會討論。

使用 import

使用套件管理，解決了實體檔案與撰寫程式時類別名稱衝突的問題，然而，若每次撰寫程式時，都得鍵入完全吻合名稱，也是件麻煩的事，想想看，有些套件定義的名稱冗長時，單是要鍵入完全吻合名稱得花多少時間。

可以用 import 偷懶一下，例如：

package cc.openhome;

import cc.openhome.util.Console;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Console.writeLine("Hello, World");
    }
}

編譯與執行時的指令方式，與方才相同。當編譯器剖析 Main.java 看到 import 宣告時，會先記得 import 的名稱，後續剖析程式時，若看到 Console 名稱，原本會不知道 Console 是什麼東西，但編譯器記得 import 告訴過它，如果遇到不認識的名稱，可以比對一下 import 過的名稱，編譯器試著使用 cc.openhome.util.Console，結果可以在指定的類別路徑中，cc/openhome/util 資料夾下找到 Console.class，於是進行編譯。

import 只是告訴編譯器，遇到不認識的類別名稱，可以嘗試使用 import 過的名稱，import 讓你少打一些字，讓編譯器多為你做一些事。

如果同一套件下會使用到多個類別，你也許會多次使用 import：

import cc.openhome.Message;
import cc.openhome.User;
import cc.openhome.Address;

你可以更偷懶一些，使用 *，表示套件中的全部類別：

import cc.openhome.*;

偷懶也是有個限度，如果編譯器無法辨別該使用哪個類別時，就會引發編譯錯誤，遇到這種情況時，就不能偷懶了，要使用哪個類別名稱，就得明確地在程式中使用類別的完全吻合名稱，就像方才一開始必須撰寫 cc.openhome.util.Console.writeLine("Hello, World") 那樣。

標準 API 有許多常用類別，像 System 類別，其實也有使用套件管理，完整名稱是 java.lang.System，在 java.lang 套件的類別由於很常用，不用撰寫 import 也可以直接使用 class 定義的名稱，這也就是不用如下撰寫程式的原因（寫了也沒關係，只是自找麻煩）：

java.lang.System.out.println("Hello!World!");

如果類別位於同一套件，彼此使用並不需要 import，當編譯器看到一個沒有套件管理的類別名稱，會先在同一套件尋找類別，如果找到就使用，若沒找到，再試著從 import 陳述進行比對。java.lang 可視為預設就有 import，沒有寫任何 import 陳述時，也會試著比對 java.lang 的組合，看看是否能找到對應類別。

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