Java 包

当我们的程序规模越来越大，类的数量也会随之增多，数量繁多的类会造成项目的混乱，不易于维护管理。本小节所介绍的包就是为了将类分类而产生的，我们可以使用包让程序结构更加清晰且易于管理。本小节将会学习到什么是包，如何声明包，包作用域以及包的命名规范等知识点。

1. 概述

1.1 什么是包

包是一个命名空间，它可以将类和接口进行分组。

从概念上讲，我们可以将包看作是计算机上的不同文件夹。例如，我们可以将图片保存在一个文件夹中，将视频保存在另一个文件夹中。

1.2 为什么需要包

正如我们在前言中所提到的，当程序规模越来越大，类的数量也会随之增多。使用包将这些类分组后，可以让类更易于查找和使用，也可以避免命名冲突，还可以控制访问。

易于查找和使用很容易理解，试想我们电脑的某一个文件夹中，存放着成百上千的各类文件，即使使用搜索功能都不能迅速定位到我们想要的文件，而将这些文件按照功能或特点分类存入到不同的文件夹下，就可以大大提高我们查找和使用的效率。对于 Java 语言的类也是同样的道理。

对于命名冲突，我们来看实际开发中的一个例子：一个 Java 工程由 3 个程序员协同开发，程序员 A 写了一个工具类 Util，程序员 B 也写了一个工具类 Util，程序员 C 既想使用 A 的 Util，又想使用 B 的 Util，这个时候可以分别将 A、B 两个人的 Util 类放入两个不同的包下，就可以解决命名冲突了。

对于控制访问，我们将在本小节的包作用域部分举例讲解。

2. 包声明

2.1 语法

在一个类中，使用关键字 package 在类的顶部声明一个包：

package service;

public class DemoService {
    ...
}

上面的代码就表示 DemoService 类放到了 service 包下，我们也可以说：DemoService 在 service 包中声明。我们的类如果在包中声明，那么类就必须放置在源码目录下以包名称命名的子目录中。这样编译器才能在系统中找到 Java 文件。

2.2 实例

下面我们使用 IntelliJ IDEA 来演示一个简单的建包到建类的过程。

新建一个名为 imooc 的工程，之前我们已经学过如何在 IDE 中新建工程，因此这里不再截图演示。查看下图，imooc 是工程名，src 是源码目录。

首先在源码目录新建一个包，命名为 service。在 src 目录上点击鼠标右键 -> New -> Package

填入包名 service

输入 Enter 完成包的新建，此时工程结构如下：

接下来在包下面新建一个 DemoService 类。在 service 点击右键 -> New -> Java Class，输入类名称 DemoService 完成新建，此时工程结构如下：

而 IDE 也会在类的顶部自动为我们声明包：

这样就完成了一个包到类的新建。

重复以上步骤，我们接着在源码目录下新建一个 util 包，在 util 包中新建一个 DemoUtil 类。

此时，imooc 工程在物理硬盘上的文件结构为：

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

通过上述一系列演示，我们验证了这个结论：所有的 Java 文件对应的目录层级要和包的层级保持一致。

另外，包下面也可以包含子包，子包中也可以声明类，例如，可以在上面的 service 包下新建一个 demo 包，在 demo 包下新建一个 DemoClass 类。如下代码可以看到类顶部包的声明，要使用. 分隔多个包名：

package service.demo;

public class DemoClass {
}

3. 导入包

3.1 完整类名导入

在类名前面加上包名（我们称为完整类名），就可以使用指定包中的类。例如，对与上面示例的项目结构，我们想在 DemoService 类中使用 DemoUtil 类，可以这样写：

package service;

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

如果使用同一包中的类，则不必在类前面指定包名。

3.2 import 关键字导入

上面的语法比较冗长，我们可以使用 import 关键字在文件顶部导入指定包中类，在代码中就不必指定包名来使用类了。例如，上面的代码可以改成写：

package service;

import util.DemoUtil;

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

Tips：如果有两个或多个类名相同，那么就不能使用 import 关键字同时导入了，此时建议使用完整类名的方式使用类。当然，实际的编码中，我们也不推荐命名多个同名类。

3.3 通配符导入

在使用 import 关键字时，可以使用通配符 * 来导入指定包下面的所有类。例如：

package service;

import util.*;

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

尽管它看起来非常方便，但是我们不推荐这种写法。一方面降低了代码的可读性，另外也可能导致一些问题。

还有一点需要特别提醒，java.lang 包中的所有类会都被编译器隐式导入，所以在使用诸如 System、String 等类的时候，我们不需要手动导入。

4. 包作用域

所谓包作用域，就是没有使用访问修饰符修饰的字段和方法。同一个包中的类，可以访问包作用域的字段和方法。

例如，在 com.imooc 包下面有一个 Student 类：

package com.imooc;

public class Student {

    // 包作用域的属性
    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 类，访问 Student 类中的字段和方法：

package com.imooc;

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

由于 Student 与 Test 都属于 com.imooc 包，所以可以访问包作用域内的字段和方法。

5. 包命名规范

包名应该使用全小写字母命名，这样易于将包名与类名区分开。

为了避免名称冲突，通常建议以公司域名的倒置来确保唯一性。例如，慕课网域名为 imooc.com，项目的包命就应该为 com.imooc，其具体的子包可根据功能业务命名。

再举几个例子，大名鼎鼎的 Apache 软件基金会的包命名为 org.apache，Java 领域最知名开源框架 Spring 包名为 org.springframework。

6. 小结

本小节我们学习了 Java 包的定义与使用，Java 提供包的机制主要是为了类避免命名冲突。我们也知道了如何声明包、如何导入包以及包作用域的概念，实际项目的包名推荐使用域名倒置。

包的使用，除了在我们自己编写的项目中非常常见，你也可以翻阅 JDK 的源码，Java 平台按照功能将类放入了不同的包中。例如：基础的类在 java.lang 包中，用于读写的类在 java.io 包中，一些工具类放在 java.util 包中。Java 平台由成百上千的类组成，把这些类放入包中，可以使程序结构井井有条。