创建和应用Java包文件的两种方式

《Java编程艺术》章节选登。作者：高永强 清华大学出版社 （即将出版）

12.1  包——package
      包是Java提供的文件管理机制。包把功能相似的类，按照Java的名字空间（namespace）命名规范，以压缩文件的方式，储存在指定的文件目录中，达到有效管理和提取文件的目的。在应用软件开发中，所有类都以包储存和管理。
包也是除import之外，另一个可以编写在类之外的语句。我们可以在程序的开始，利用关键字package，将该程序创建成为包中的一个文件。例如：
 
package com.classes.java;
 
com.classes.java即代表包名，同时也代表文件目录。因为在创建包文件的指令中，com.jclasses.java指定了生成文件的目录。例如在窗口操作系统中，这个目录即：
 
C:comclassesjava
 
包的应用使文件不必储存在相同的目录中。可以想象在具有成千上万个文件的复杂应用程序中，不使用目录组织结构管理文件是不可能的。包文件可以通过import提取，如同在程序的开始用import包括API 类一样，增强了代码的使用度。
包对文件的管理机制还涉及到访问权——即包访问权。Java规定，凡是不标明访问权标识符的类，对象变量，以及方法，都属于包访问权。如：
 
class PackageClass {        //具有包访问权的类
    int value;              //包访问权对象变量
    ...
    void method() {     //包访问权方法
        ...
    }
    ...
}
 
我们将在12.1.6小节专门讨论包访问权并总结其他Java访问权问题。
所有流行的Java IDE，例如Eclipse、NetBeans、BlueJ，等等，都以包和项目为基础，管理Java文件。毫无疑问，了解和掌握包的概念和技术在应用软件开发中十分重要。

12.1.1  包命名规范
      为了确保包文件名称的唯一性，Java对应用软件开发者，尤其对软件开发公司，在包的命名方面提出如下规范：

• 包名全部用英文小写字母。
• 必须符合Java合法命名语法格式。
• 使用倒写的互联网地址作为包名。如果仍然不能表示包文件名的唯一性时，加入地区性标识符。
• 避免使用Java API包名。例如java.lang、javax.swing等。

例1  . 应用Java包命名规范的例子。
 
  互联网地址                                  包名
FreeSkyTech.com                         com.freeskytech
Ohlone.edu/faculty/CS                   cs.faculty.edu.ohlone.usa
 
例2．作为学习和培训为目的的编程实践，建议使用具有清楚含义的文件目录作为包名。如本书例子中利用：
 
C:javabookclassesch12
 
作为储存包文件的目录，而包名为：
 
ch12
 
12.1.2  创建包文件
      包文件的创建和应用通常有如下两种方式：

• 利用CLASSPATH。
• 利用Java JAR文件。

下面首先讨论利用CLASSPATH创建和使用包文件。以窗口操作系统为例，创建包文件可按如下步骤：
1.         创建用来储存生成的字节码文件的目录。Java规定，从总目录开始，至少有3个子目录。例如，如下储存包文件的目录：
 
C:javabookclassesch12
 
其中ch12为包名。
2.         在要创建成包文件的程序开始，按照以上目录，加入package语句。即：
 
package ch12;
public class PackageTest {
    public void print() {
        System.out.println("Here is message from Package Test ...");
    }
}
 
3.         设立CLASSPATH。其目的是告诉Java编译器以及JVM在哪里可以找到和装载源代码和字节代码文件。根据Java规定，CLASSPATH必须转向比包文件储存目录高一级的目录。如在这个例子中，CLASSPATH应当是：
 
C:javabookclasses;
 
以窗口操作系统为例，选择控制面板→系统→高级→环境变量（N）→新建→在变量名窗口输入CLASSPATH→在变量值窗口输入.;C:javabookclasses;→确定→确定。（如果CLASSPATH变量已经存在，则选择编辑→在CLASSPATH的开始输入.;C:javabookclasses;然后按下确定。）
4.         创建储存源代码文件的目录。将源文件和生成的字节码文件分别储存在不同的目录中，以易于管理。如下创建储存源代码文件的目录：
 
C:javabooksrcch12
 
5.         将PackageTest.java或者所有要创建包文件的源代码复制到这个目录中。
6.         编译。在操作系统的总目录C:中，输入如下编译指令：
 
C:javac –d javabookclasses javabooksrcch12PackageTest.java
 
       指令中，–d告诉编译器将生成的字节码文件储存到其后指定的目录中。最后参数指出储存源代码文件的目录。如果这个目录中有多个创建的包文件，可以将文件名修改为*.java。执行这个编译指令后，编译器将把所有生成的.class文件储存到目录C:javabookclassesch 12中。注意这个编译指令与以上各步骤的关系。如果指令不正确，将产生编译错误，或生成的字节文件不会被JVM装载。
也可使用两个子目录作为包名，如：
 
package ch12.share;
public class PackageTest2 {
    ...
}
 
储存包文件的文件目录为：
 
C:javabookclassesch12share
 
而CLASSPATH依然为：
 
C:javabookclasses
 
注意  在窗口操作系统中，表示子目录的前斜划线\或后斜划线/均为合法。

12.1.3  引入包文件
      如同我们引入API包类一样，创建了的包文件，可以用import引入到程序中应用。例如上面的例子：
 
import ch12.PackageTest1;
import ch12.PackageTest2;
 
public class PackageTestApp {
    public static void main(String[] args) {
        PackageTest1 myPackage = new PackageTest1();
        myPackage.print();
        PackageTest2 yourPackage = new PackageTest2();
        yourPackage.print();
    }
}
 
也可以利用：
 
import ch12.*;    
 
引入包ch12中所有的包类。注意，PackageTestApp.java可以储存在任何目录中编译和运行。
 
12.1.4  JAR文件
       创建和使用包文件的另外一种常用方式是利用Java的JAR文件。JDK的目录jrelibext允许以Java压缩文件，JAR（Java Archive）文件形式，储存自定义包类。任何编程人员都可以在程序中引入这些压缩的包文件，并加以应用。这种方式无需设立CLASSPATH。JAR文件可以包括多个包类，用来提高引入、编译以及装载效率。在编译时，Java编译器将首先自动对引入的包文件解压。
JDK中的指令jar可以用来创建JAR文件。假设有如下两个要创建为JAR文件的演示程序：
 
package ch12;
public class PackageTest1 {
public void print() {
    System.out.println("Here is Package Test 1 message...");
    }
}
 
以及：
 
package ch12;
public class PackageTest2 {
public void print() {
    System.out.println("Here is Package Test 2 message...");
    }
}
 
可按照如下步骤创建和引入JAR文件：
1.         创建储存包文件的目录。与利用CLASSPATH创建包文件目录的要求相同，从总目录开始，必须至少有3个子目录。如：
 
C:javabookclassesch12
 
2.         将包文件（源代码文件）复制到以上目录中。
3.         分别编译每个程序。
4.         创建JAR文件。输入如下jar指令：
 
C:javabookclassesjar cvf ch12.jar ch12*
 
这个指令在当前目录中产生一个包括子目录所有文件的名为ch12.jar的压缩文件。三个jar指令的选项cvf的含义为：c——创建JAR文件；v——显示创建过程信息；f——跟随的是jar文件名。“*”表示将包括源代码在内的程序都压缩在JAR文件中。也可以利用如下指令只包括字节文件：
 
C:javabookclassessjar cvf ch12.jar ch12*.class
 
注意，一般JAR文件名使用小写字母。可以是任何Java合法标识符。
5.         将创建的jar文件拷贝到JDK的子目录jrelibext中。
6.         实现引入。任何程序都可以引入这个JAR文件中的包类。例如：
 
import ch12.*;                                        //引入所有包类
public class PackageJarTestApp {
        public static void main(String[] args) {
        PackageTest1 myPackage = new PackageTest1();    //利用引入的包类创建对象
        myPackage.print();                              //调用其方法
        PackageTest2 yourPackage = new PackageTest2();
        yourPackage.print();
    }
}
 
如同引入API包类一样，如果只需要import单独的包类，在import中写明具体类名。如：
 
import ch12.OtherClass;
 
12.1.5  IDE中的包
       几乎所有流行的Java IDE都采用包和项目机制来管理应用程序的编写和开发。从这一章开始，所有举例程序都利用Eclipse的包来储存和管理。
       IDE中的包机制为创建和引入包类提供了方便。编程人员不必按照详细操作步骤创建包文件，也不必为引入包类出错而担忧。编程人员只需考虑如何在IDE中设置包。
       下面以Eclipse为例，讨论如何在IDE中设置包。其他IDE的设置，可参考相关IDE文件。
       假设将上面小节讨论过的PackageTest1.java和PackageTest2.java作为项目Ch12的包文件。因为Eclipse自动生成包文件，首先需要删除两个程序中的package指令。删除后的PackageTest1源代码如下所示：
 
public class PackageTest1 {
        public void print() {
            System.out.println("Here is Package Test 1 message...");
        }
}
 
       PackageTest2.java与此相同。
       Eclipse提供了许多方法设置包。如下列举的是其典型步骤：
1.         创建项目Project。如File→New→Project→Next，输入项目名，如Ch12。按下Finish。
2.         在项目名下，如Ch12，选择File→New→Package，在Name:窗口条中输入包名，如ch12，按下Finish。
3.         在项目Ch12中，创建一个用来储存包类的子目录，例如classes。
4.         将以上两个程序拷贝至子目录classes中。完成包的设置。注意Eclipse自动在程序开始加入package classes;
       如下为引入这两个包类的驱动程序：
 
package ch12;
import classes.*; //引入包classes的所有类，即PackageTest1以及PackageTest2
public class PackageTestApp2 {
      public static void main(String[] args) {
      PackageTest1 myPackage = new PackageTest1();
      myPackage.print();
      PackageTest2 yourPackage = new PackageTest2();
      yourPackage.print();
    }
}
 
如果把要引入包类的程序，如上例的驱动程序和包类都储存在同一个目录，或包中，如ch12，以上步骤可省略。import 语句则无必要。