package

C/C++ 的 #include会把所包含的内容在编译时添加到程序文件中,而java的import则不同。

这里我们先了解一下Java 的 package 到底有何用处。

package名称就像是我们的姓,而class名称就像是我们的名字 。package和package的附属关系用”.”来连接,这就像是复姓。比如说 java.lang.String就是复姓 java.lang,名字為 String 的类别;java.io.InputStream 则是复姓 java.io,名字為 InputStream的类别。

Java 会使用 package 这种机制的原因也非常明显,就像我们取姓名一样 ,光是一间学校的同一届同学中,就有可能会出现不少同名的同学,如果不取姓的话,那学校在处理学生资料,或是同学彼此之间的称呼,就会发生很大的困扰。相同的,全世界的 Java 类数量,恐怕比日本人还多,如果类别不使用package名称,那在用到相同名称的不同类时, 就会产生极大的困扰。所以package这种方式让极大降低了类之间的命名冲突。

Java 的package名称我们可以自己取,不像人的姓没有太大的选择 ( 所以出现很多同名同姓的情况 ),如果依照 Sun 的规范来取套件名称,那理论上不同人所取的套件名称不会相同 ( 需要的话请参阅 “命名惯例” 的相关文章 ),也就不会发生名称冲突的情况。

可是现在问题来了,因為很多package的名称非常的长,在编程时,要使用一个类要将多个包名.类名完全写出,会让代码变得冗长,减低了简洁度。例如

java.io.InputStream is = java.lang.System.in;
java.io.InputStreamReader isr= new java.io.InputStreamReader(is);
java.io.BufferedReader br = new java.io.BufferedReader(isr);

显得非常麻烦,于是Sun公司就引入了import。


import

import就是在java文件开头的地方,先说明会用到那些类别。 
接着我们就能在代码中只用类名指定某个类,也就是只称呼名字,不称呼他的姓。

首先,在程序开头写:

import java.lang.System;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.BufferedReader;

于是我们就可以在程序中这样写到:

InputStream = System.in;
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is);
BufferedReader br = new BufferedReader(isr);

一个java文件就像一个大房间,我们在门口写着在房间里面的class的姓和名字,所以在房间里面提到某个class就直接用他的名字就可以。例如:

System 就是指 java.lang.System,而 InputStream 就是指 java.io.InputStream。

但是如果一个java文件里面有多个同个“姓”,即包名相同的类(例如上面的InputStream,InputStreamReader,BufferedReader都是java.io中的类),我们一一写出显得比较繁杂,所以Sun就让我们可以使用

import java.lang.*;
import java.io.*;

表示文件里面说到的类不是java.lang包的就是java.io包的。编译器会帮我们选择与类名对应的包。

那我们可不可以再懒一点直接写成下面声明呢?

import java.*;

历史告诉我们,这样是不行的。因為那些类别是姓 java.io 而不是姓 java。就像姓『诸葛』的人应该不会喜欢你称他為『诸』 先生吧。这样写的话只会将java包下的类声明,而不不会声明子包的任何类。

这里注意,java.lang包里面的类实在是太常太常太常用到了,几乎没有类不用它的, 所以不管你有没有写 import java.lang,编译器都会自动帮你补上,也就是说编译器只要看到没有姓的类别,它就会自动去lang包里面查找。所以我们就不用特别去 import java.lang了。

一开始说 import 跟 #include 不同,是因为import 的功能到此為止,它不像#include 一样,会将其他java文件的内容载入进来。import 只是让编译器编译这个java文件时把没有姓的类别加上姓,并不会把别的文件程序写进来。你开心的话可以不使用import,只要在用到类别的时候,用它的全部姓名来称呼它就行了(就像例子一开始那样),这样跟使用import功能完全一样。


import的两种导入声明

  • 单类型导入(single-type-import) 
    (例:import java.util.ArrayList; )
  • 按需类型导入(type-import-on-demand) 
    (例:import java.util.*;)

有如下属性:

  1. java以这样两种方式导入包中的任何一个public的类和接口(只有public类和接口才能被导入)

  2. 上面说到导入声明仅导入声明目录下面的类而不导入子包,这也是为什么称它们为类型导入声明的原因。

  3. 导入的类或接口的简名(simple name)具有编译单元作用域。这表示该类型简名可以在导入语句所在的编译单元的任何地方使用.这并不意味着你可以使用该类型所有成员的简名,而只能使用类型自身的简名。 
    例如: java.lang包中的public类都是自动导入的,包括Math和System类.但是,你不能使用它们的成员的简名PI()和gc(),而必须使用Math.PI()和System.gc().你不需要键入的是java.lang.Math.PI()和java.lang.System.gc()。

  4. 程序员有时会导入当前包或java.lang包,这是不需要的,因为当前包的成员本身就在作用域内,而java.lang包是自动导入的。java编译器会忽略这些冗余导入声明(redundant import declarations)。即使像这样 
    import java.util.ArrayList; 
    import java.util.*; 
    多次导入,也可编译通过。编译器会将冗余导入声明忽略.


static import静态导入

在Java程序中,是不允许定义独立的函数和常量的。即什么属性或者方法的使用必须依附于什么东西,例如使用类或接口作为挂靠单位才行(在类里可以挂靠各种成员,而接口里则只能挂靠常量)。

如果想要直接在程序里面不写出其他类或接口的成员的挂靠单元,有一种变通的做法 : 
将所有的常量都定义到一个接口里面,然后让需要这些常量的类实现这个接口(这样的接口有一个专门的名称,叫(“Constant Interface”)。这个方法可以工作。但是,因为这样一来,就可以从“一个类实现了哪个接口”推断出“这个类需要使用哪些常量”,有“会暴露实现细节”的问题。

于是J2SE 1.5里引入了“Static Import”机制,借助这一机制,可以用略掉所在的类或接口名的方式,来使用静态成员。static import和import其中一个不一致的地方就是static import导入的是静态成员,而import导入的是类或接口类型

如下是一个有静态变量和静态方法的类

package com.assignment.test;

public class staticFieldsClass {
    static int staticNoPublicField = 0; 
    public static int staticField = 1;
    public static void staticFunction(){}
}

平时我们使用这些静态成员是用类名.静态成员的形式使用,即staticFieldsClass.staticField或者staticFieldsClass.staticFunction()。

现在用static import的方式:

//**精准导入**
//直接导入具体的静态变量、常量、方法方法,注意导入方法直接写方法名不需要括号。
import static com.assignment.test.StaticFieldsClass.staticField;
import static com.assignment.test.StaticFieldsClass.staticFunction;

//或者使用如下形式:
//**按需导入**不必逐一指出静态成员名称的导入方式
//import static com.assignment.test.StaticFieldsClass.*;

public class StaticTest {
    public static void main(String[] args) {
        //这里直接写静态成员而不需要通过类名调用
        System.out.println(staticField);
        staticFunction();
    }
}

这里有几个问题需要弄清楚:

  1. Static Import无权改变无法使用本来就不能使用的静态成员的约束,上面例子的StaticTest和staticFieldsClass不是在同一个包下,所以StaticTest只能访问到staticFieldsClass中public的变量。使用了Static Import也同样如此。

  2. 导入的静态成员和本地的静态成员名字相同起了冲突,这种情况下的处理规则,是“本地优先。

  3. 不同的类(接口)可以包括名称相同的静态成员。例如在进行Static Import的时候,出现了“两个导入语句导入同名的静态成员”的情况。在这种时候,J2SE 1.5会这样来加以处理:

    1. 如果两个语句都是精确导入的形式,或者都是按需导入的形式,那么会造成编译错误。
    2. 如果一个语句采用精确导入的形式,一个采用按需导入的形式,那么采用精确导入的形式的一个有效。

大家都这么聪明上面的几个特性我就不写例子了。

static import这么叼那它有什么负面影响吗?

答案是肯定的,去掉静态成员前面的类型名,固然有助于在频繁调用时显得简洁,但是同时也失去了关于“这个东西在哪里定义”的提示信息,理解或维护代码就呵呵了。 
但是如果导入的来源很著名(比如java.lang.Math),这个问题就不那么严重了。


按需导入机制

使用按需导入声明是否会降低Java代码的执行效率?

绝对不会!

一、import的按需导入

import java.util.*;

public class NeedImportTest {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList tList = new ArrayList();
    }
}

编译之后的class文件 :

//import java.util.*被替换成import java.util.ArrayList
//即按需导入编译过程会替换成单类型导入。
import java.util.ArrayList;

public class NeedImportTest {
    public static void main(String[] args) {
        new ArrayList();
    }
}

二、static import的按需导入

import static com.assignment.test.StaticFieldsClass.*;
public class StaticNeedImportTest {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(staticField);
        staticFunction();
    }
}

上面StaticNeedImportTest 类编译之后 :

//可以看出 : 
//1、static import的精准导入以及按需导入编译之后都会变成import的单类型导入
import com.assignment.test.StaticFieldsClass;

public class StaticNeedImportTest {
    public static void main(String[] args) {
    //2、编译之后“打回原形”,使用原来的方法调用静态成员
        System.out.println(StaticFieldsClass.staticField);
        StaticFieldsClass.staticFunction();
    }
}

附加

这是否意味着你总是可以使用按需导入声明? 
是,也不是!

在类似Demo的非正式开发中使用按需导入声明显得很有用。

然而,有这四个理由让你可以放弃这种声明:

  1. 编译速度:在一个很大的项目中,它们会极大的影响编译速度.但在小型项目中使用在编译时间上可以忽略不计。
  2. 命名冲突:解决避免命名冲突问题的答案就是使用全名。而按需导入恰恰就是使用导入声明初衷的否定。
  3. 说明问题:毕竟高级语言的代码是给人看的,按需导入看不出使用到的具体类型。
  4. 无名包问题:如果在编译单元的顶部没有包声明,Java编译器首选会从无名包中搜索一个类型,然后才是按需类型声明。如果有命名冲突就会产生问题。

Sun的工程师一般不使用按需类型导入声明.这你可以在他们的代码中找到: 
在java.util.Properties类中的导入声明:

import java.io.IOException;
import java.io.PrintStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.io.Reader;
import java.io.Writer;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.io.BufferedWriter;
import java.security.AccessController;
import java.security.PrivilegedAction;

可以看到他们用单类型导入详细的列出了需要的java.io包中的具体类型。