【Java探索之旅】包管理精粹 Java中包的概念与实践

屿小夏

发布于 2024-05-02 07:58:34

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发布于 2024-05-02 07:58:34

?前言

在Java编程中，封装是面向对象编程的核心概念之一，通过封装可以将对象的数据和行为组合在一起，并隐藏对象的内部实现细节，提供简洁的接口供外部使用。本文将深入探讨封装的概念及其在Java中的实现方式，以及包的概念和作用。我们将探讨访问权限修饰符、包的使用方法以及常见的Java包，帮助您更好地理解和应用Java中的封装和包管理机制。

一、封装

1.1 封装的概念

面向对象程序三大特性：封装、继承、多态。

而类和对象阶段，主要研究的就是封装特性。什么是封装呢？通俗易懂来说就是套壳屏蔽细节。

? 你可以看看你的电脑，它是一个极其复杂的机器，内部有主板、CPU、显卡、内存条、硬盘……，但是你作为电脑的使用者，你会去在意电脑内部的内部布局，主板是如何设计的，内存条的卡槽位置这些东西吗？显然是不会的吧，可以说是没必要，你只需要掌握如何使用电脑就可以了。你外接键盘、鼠标，使用，你不需要去了解计算机的内部是如何做的，能够让你即插即用，你需要插上然后使用就可以了。

? 计算机厂商在出厂时，在外部套上壳子，将内部实现细节隐藏起来，仅仅对外提供开关机、鼠标以及键盘插孔等，让用户可以与计算机进行交互即可。

因此封装你可以理解为：

封装：将数据和操作数据的方法进行有机结合，隐藏对象的属性和实现细节，仅对外公开接口来和对象进行交互

1.2 访问限定修饰符

Java中主要通过类和访问权限来实现封装：类可以将数据以及封装数据的方法结合在一起，更符合人类对事物的认知，而访问权限用来控制方法或者字段能否直接在类外使用。

Java中提供了四种访问限定符：

public：可以理解为一个人的外貌特征，谁都可以看得到
default: 对于自己家族中(同一个包中)不是什么秘密，对于其他人来说就是隐私了
private：只有自己知道，其他人都不知道
protected：主要是用在继承中
default权限指：什么都不写时的默认权限
访问权限除了可以限定类中成员的可见性，也可以控制类的可见性
一般情况下成员变量设置为private，成员方法设置为public（根据实际情况而定）

二、封装扩展（包）

2.1 包的概念

在面向对象体系中，提出了一个软件包的概念，即：为了更好的管理类，把多个类收集在一起成为一组，称为软件包。有点类似于目录。为了更好的管理电脑中的不同数据，将其放在不同的包（文件夹）中。

在Java中也引入了包，包是对类、接口等的封装机制的体现，是一种对类或者接口等的很好的组织方式，比如：一个包中的类不想被其他包中的类使用。包还有一个重要的作用：在同一个工程中允许存在相同名称的类，只要处在不同的包中即可。

2.2 带入包中的类

Java 中已经提供了很多现成的类供我们使用

例如Date类：

可以使用 java.util.Date 导入 java.util 这个包中的 Date类。还可以使用 import语句导入包。如果需要使用 java.util 中的其他类, 可以使用 import java.util *，这个*号是通配符，当使用包中某个类的时候，这类就会被加载。

class Test {
    public static void main(String[] args) {
        java.util.Date date = new java.util.Date();
        System.out.println(date.getTime());
    }
}

import java.util.Date;
class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Date date = new Date();
        System.out.println(date.getTime());
    }
}

import java.util.*;
class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Date date = new Date();
        System.out.println(date.getTime());
    }
}

一般来说更建议显式的指定要导入的类名. 否则还是容易出现冲突的情况.

import java.util.*;
import java.sql.*;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
    // util 和 sql 中都存在一个 Date 这样的类, 此时就会出现歧义, 编译出错
        Date date = new Date();
        System.out.println(date.getTime());
    }
}
 
//在这种情况下需要使用完整的类名
import java.util.*;
import java.sql.*;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        java.util.Date date = new java.util.Date();
        System.out.println(date.getTime());
    }
}

还可以使用import static导入包中静态的方法和字段

import static java.lang.Math.*;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        double x = 30;
        double y = 40;
    // 静态导入的方式写起来更方便一些.
    // double result = Math.sqrt(Math.pow(x, 2) + Math.pow(y, 2));（更建议这样写，不要嫌麻烦）
        double result = sqrt(pow(x, 2) + pow(y, 2));
        System.out.println(result);
    }
}

这里的导包和c++中的区别还是很大的：

import 和 C++ 的 #include，C++ 必须 #include 来引入其他文件内容
Java 不需要，import 只是为了写代码的时候更方便
import 更类似于 C++ 的 namespace 和 using

2.3 自定义包

基本规则

在文件的最上方加上一个 package 语句指定该代码在哪个包中.
包名需要尽量指定成唯一的名字, 通常会用公司的域名的颠倒形式(例如 com.bit.demo1 ).
包名要和代码路径相匹配. 例如创建 com.bit.demo1 的包, 那么会存在一个对应的路径 com/baidu/www 来存储代码.
如果一个类没有 package 语句, 则该类被放到一个默认包中

操作步骤：

在 IDEA 中先新建一个包: 右键 src -> 新建 -> 包
在弹出的对话框中输入包名, 例如 com.bite.www
在包中创建类, 右键包名 -> 新建 -> 类, 然后输入类名即可
此时可以看到我们的磁盘上的目录结构已经被 IDEA 自动创建出来了
同时我们也看到了, 在新创建的 Test.java 文件的最上方, 就出现了一个 package 语句，这是说明它的位置在哪个包下

2.4 常见的包

java.lang:系统常用基础类(String、Object),此包从JDK1.1后自动导入。
java.lang.reflect:java 反射编程包;
java.net:进行网络编程开发包。
java.sql:进行数据库开发的支持包。
java.util:是java提供的工具程序包。(集合类等) 非常重要
java.io:I/O编程开发包。

??全篇总结

恭喜你已经了解了封装在Java中的重要性以及访问权限修饰符的作用。封装能够帮助我们隐藏对象的内部实现细节，提供简洁的接口供外部使用，从而提高代码的安全性和可维护性。同时，包的概念和使用方法也为我们提供了更好的代码组织和管理方式。深入学习和理解封装和包管理机制，将有助于您编写更加高效、健壮的Java程序，并更好地应用于实际项目开发中。