Java 101: Paket mengatur kelas dan antarmuka

Mengapa menemukan kembali roda? Klise itu berlaku untuk pengembangan perangkat lunak di mana beberapa pengembang sering menulis ulang kode yang sama untuk program yang berbeda. Dua kelemahan dengan pendekatan itu adalah:

  1. Ini membuang-buang waktu
  2. Ini memperkenalkan potensi bug dalam kode debug

Sebagai alternatif untuk menulis ulang kode yang sama, banyak lingkungan pengembangan perangkat lunak menyediakan alat pustaka yang mengatur kode yang sering digunakan. Setelah pengembang selesai men-debug beberapa kode yang dapat digunakan kembali, mereka menggunakan alat tersebut untuk menyimpan kode tersebut di perpustakaan — satu atau lebih file yang berisi kode yang sering digunakan untuk digunakan dalam berbagai program. Selama pembuatan program, alat kompilator atau pustaka mengakses pustaka untuk menghubungkan kode referensi pustaka program ke program.

Perpustakaan sangat penting untuk Java. Mereka memungkinkan, sebagian, classloader JVM untuk menemukan file kelas. (Saya akan menjelajahi classloader di artikel mendatang.) Untuk alasan itu, perpustakaan Java umumnya dikenal sebagai perpustakaan kelas. Namun, Java merujuk ke pustaka kelas sebagai paket.

Artikel ini membahas paket; Saya menunjukkan kepada Anda cara membuat paket kelas dan antarmuka, cara mengimpor (yaitu, memasukkan ke dalam program) kelas dan antarmuka yang dikemas, cara memindahkan paket pada hard drive, dan cara menggunakan file jar untuk merangkum paket.

Catatan
Percobaan paket tunggal artikel ini khusus untuk Microsoft Windows. Anda harus dapat dengan mudah mengekstrapolasi eksperimen ini ke platform non-Windows.

Apa itu paket?

Sebuah paket adalah kumpulan kelas dan interface. Setiap paket memiliki namanya sendiri dan mengatur kelas dan antarmuka tingkat atas (yaitu, tidak bersarang) ke dalam namespace terpisah , atau kumpulan nama. Meskipun kelas dan antarmuka dengan nama yang sama tidak dapat muncul dalam paket yang sama, mereka dapat muncul dalam paket yang berbeda karena ruang nama terpisah ditetapkan ke setiap paket.

Dari perspektif implementasi, menyamakan paket dengan direktori terbukti bermanfaat, seperti halnya menyamakan kelas paket dan antarmuka dengan file kelas direktori. Ingatlah pendekatan lain — seperti penggunaan database — untuk mengimplementasikan paket, jadi jangan biasakan untuk selalu menyamakan paket dengan direktori. Tetapi karena banyak JVM menggunakan direktori untuk mengimplementasikan paket, artikel ini menyamakan paket dengan direktori. Java 2 SDK mengatur koleksi kelas dan antarmuka yang luas ke dalam hierarki paket seperti pohon di dalam paket, yang setara dengan direktori di dalam direktori. Hierarki tersebut memungkinkan Sun Microsystems untuk dengan mudah mendistribusikan (dan Anda untuk dengan mudah bekerja dengan) kelas dan antarmuka tersebut. Contoh paket Java meliputi:

  • java.lang:Sebuah koleksi kelas terkait bahasa, seperti Objectdan String, yang diselenggarakan di javapaket ini langsub-paket
  • java.lang.ref:Sebuah koleksi kelas bahasa terkait referensi-, seperti SoftReferencedan ReferenceQueue, yang diselenggarakan di refsub-sub-paket dari javapaket ini langsub-paket
  • javax.swing:Sebuah koleksi kelas terkait swing komponen, seperti JButton, dan interface, seperti ButtonModel, yang diselenggarakan di javaxpaket ini swingsub-paket

Karakter titik memisahkan nama paket. Misalnya, dalam javax.swing, karakter titik memisahkan nama paket javaxdari nama subpaket swing. Karakter titik adalah padanan platform-independen yang setara dengan karakter garis miring ( /), karakter garis miring terbalik ( \), atau karakter lain untuk memisahkan nama direktori dalam implementasi paket berbasis direktori, cabang database dalam implementasi paket berbasis database hierarki, dan seterusnya. .

Tip
Seperti halnya Anda tidak dapat menyimpan file dan direktori dengan nama yang sama di direktori yang sama, Anda tidak dapat menyimpan kelas atau antarmuka dan paket dengan nama yang sama dalam paket yang sama. Misalnya, dengan sebuah paket bernama accounts, Anda tidak dapat menyimpan paket dan kelas yang dinamai payabledalam accounts. Untuk menghindari nama yang bentrok, huruf besar huruf pertama nama kelas dan antarmuka, dan huruf kecil huruf pertama nama paket. Menggunakan contoh sebelumnya, simpan kelas Payabledalam paket accountssebagai accounts.Payabledan paket payabledalam paket accountssebagai accounts.payable. Pelajari lebih lanjut tentang ini dan konvensi penamaan lainnya dari Sun's Code Conventions untuk Bahasa Pemrograman Java .

Buat paket kelas dan antarmuka

Setiap kelas dan antarmuka file sumber diatur ke dalam sebuah paket. Jika packagedirektif tidak ada, kelas dan antarmuka tersebut termasuk dalam paket tanpa nama (direktori yang dianggap JVM sebagai direktori saat ini — direktori tempat program Java memulai eksekusinya melalui program Windows java.exe, atau yang setara dengan OS — dan tidak berisi subpaket) . Tetapi jika packagedirektif muncul di file sumber, direktif tersebut menamai paket untuk kelas dan antarmuka tersebut. Gunakan sintaks berikut untuk menentukan packagearahan dalam kode sumber:

'package' packageName ['.' subpackageName ...] ';'

Sebuah packagearahan dimulai dengan packagekata kunci. Pengenal yang menamai paket packageName,, segera mengikuti. Jika kelas dan antarmuka akan muncul dalam sub-paket (pada tingkat tertentu) di dalam packageName, satu atau lebih subpackageNamepengenal yang dipisahkan titik muncul setelahnya packageName. Fragmen kode berikut menampilkan sepasang packagearahan:

permainan paket; paket game.devices;

packageDirektif pertama mengidentifikasi paket bernama game. Semua kelas dan antarmuka yang muncul di file sumber direktif itu diatur dalam gamepaket. packageDirektif kedua mengidentifikasi sub-paket bernama devices, yang berada dalam sebuah paket bernama game. Semua kelas dan interface yang muncul dalam file sumber yang direktif ini mengatur dalam gamepaket ini devicessub-paket. Jika implementasi JVM memetakan nama paket ke nama direktori, game.devicesmemetakan ke game\deviceshierarki direktori di bawah Windows dan game/deviceshierarki direktori di bawah Linux atau Solaris.

Peringatan
Hanya satu packagedirektif yang dapat muncul di file sumber. Selanjutnya, packagedirektif harus menjadi kode pertama (selain komentar) di file itu. Melanggar salah satu aturan menyebabkan compiler Java melaporkan kesalahan.

Untuk membantu Anda merasa nyaman dengan paket, saya telah menyiapkan contoh yang mencakup semua topik dalam artikel ini. Di bagian ini, Anda akan mempelajari cara membuat paket contoh. Di bagian selanjutnya, Anda akan belajar cara mengimpor kelas dan antarmuka dari paket ini, cara memindahkan paket ini ke lokasi lain di hard drive Anda dan masih mengakses paket dari program, dan cara menyimpan paket dalam file jar. . Kode 1 menyajikan kode sumber paket:

Daftar 1. A.java

// A.java package testpkg; kelas publik A {int x = 1; publik int y = 2; dilindungi int z = 3; int returnx () {return x; } public int returny () {return y; } dilindungi int returnz () {return z; } antarmuka publik StartStop {void start (); batal stop (); }} kelas B {public static void hello () {System.out.println ("hello"); }}

Kode 1 memperkenalkan kode sumber ke paket bernama pertama Anda. The package testpkg;nama direktif bahwa paket testpkg. Di dalam testpkgada kelas Adan B. Di Adalamnya ada tiga deklarasi bidang, tiga deklarasi metode, dan deklarasi antarmuka dalam. Di dalam Badalah deklarasi metode tunggal. Seluruh kode sumber disimpan A.javakarena Aadalah kelas publik. Tugas kita: Ubah kode sumber ini menjadi paket yang terdiri dari dua kelas dan antarmuka bagian dalam (atau direktori yang berisi tiga file kelas). Langkah-langkah khusus Windows berikut menyelesaikan tugas itu:

  1. Buka jendela perintah Windows dan pastikan Anda berada di c:direktori root drive (direktori utama — diwakili oleh karakter awal garis miring terbalik ( \)). Untuk melakukan itu, ketikkan c:perintah diikuti dengan cd \perintah. (Jika Anda menggunakan drive yang berbeda, ganti c:dengan drive yang Anda pilih. Selain itu, jangan lupa untuk menekan tombol Enter setelah mengetik perintah.)
  2. Buat testpkgdirektori dengan mengetik md testpkg. Catatan: Saat mengikuti langkah-langkah artikel ini, jangan ketik titik setelah perintah.
  3. Buat testpkgdirektori saat ini dengan mengetik cd testpkg.
  4. Gunakan editor untuk memasukkan kode sumber Listing 1 dan simpan kode itu ke sebuah A.javafile di testpkg.
  5. Compile A.java by typing javac A.java. You should see classfiles A$StartStop.class, A.class, and B.class appear in the testpkg directory.

Figure 1 illustrates Steps 3 through 5.

Congratulations! You have just created your first package. Think of this package as containing two classes (A and B) and A's single inner interface (StartStop). You can also think of this package as a directory containing three classfiles: A$StartStop.class, A.class, and B.class.

Note
To minimize package name conflicts (especially among commercial packages), Sun has established a convention in which a company's Internet domain name reverses and prefixes a package name. For example, a company with x.com as its Internet domain name and a.b as a package name (a) followed by a subpackage name (b) prefixes com.x to a.b, resulting in com.x.a.b. My article does not follow this convention because the testpkg package is a throw-away designed for teaching purposes only.

Import a package's classes and interfaces

Once you have a package, you will want to import classes and/or interfaces—actually, class and/or interface names—from that package to your program, so it can use those classes and/or interfaces. One way to accomplish that task is to supply the fully qualified package name (the package name and all subpackage names) in each place where the reference type name (the class or interface name) appears, as Listing 2 demonstrates:

Listing 2. Usetestpkg1.java

// Usetestpkg1.java class Usetestpkg1 implements testpkg.A.StartStop { public static void main (String [] args) { testpkg.A a = new testpkg.A (); System.out.println (a.y); System.out.println (a.returny ()); Usetestpkg1 utp = new Usetestpkg1 (); utp.start (); utp.stop (); } public void start () { System.out.println ("Start"); } public void stop () { System.out.println ("Stop"); } } 

By prefixing testpkg. to A, Usetestpkg1 accesses testpkg's class A in two places and A's inner interface StartStop in one place. Complete the following steps to compile and run Usetestpkg1:

  1. Open a Windows command window and make sure you are in the c: drive's root directory.
  2. Ensure the classpath environment variable does not exist by executing set classpath=. (I discuss classpath later in this article.)
  3. Use an editor to enter Listing 2's source code and save that code to a Usetestpkg1.java file in the root directory.
  4. Compile Usetestpkg1.java by typing javac Usetestpkg1.java. You should see classfile Usetestpkg1.class appear in the root directory.
  5. Type java Usetestpkg1 to run this program.

Figure 2 illustrates Steps 3 through 5 and shows the program's output.

According to Usetestpkg1's output, the main() method's thread successfully accesses testpkg.A's y field and calls the returny() method. Furthermore, the output shows a successful implementation of the testpkg.A.StartStop inner interface.

For Usetestpkg1, prefixing testpkg. to A in three places doesn't seem a big deal. But who wants to specify a fully qualified package name prefix in a hundred places? Fortunately, Java supplies the import directive to import a package's public reference type name(s), so you do not have to enter fully qualified package name prefixes. Express an import directive in source code via the following syntax:

'import' packageName [ '.' subpackageName ... ] '.' ( referencetypeName | '*' ) ';' 

An import directive consists of the import keyword immediately followed by an identifier that names a package, packageName. An optional list of subpackageName identifiers follows to identify the appropriate subpackage (if necessary). The directive concludes with either a referencetypeName identifier that identifies a specific class or interface from the package, or an asterisk (*) character. If referencetypeName appears, the directive is a single-type import directive. If an asterisk character appears, the directive is a type-on-demand import directive.

Caution
As with the package directive, import directives must appear before any other code, with three exceptions: a package directive, other import directives, or comments.

The single-type import directive imports the name of a single public reference type from a package, as the following code fragment demonstrates:

import java.util.Date; 

The previous single-type import directive imports class name Date into source code. As a result, you specify Date instead of java.util.Date in each place that class name appears in source code. For example, when creating a Date object, specify Date d = new Date (); instead of java.util.Date d = new java.util.Date ();.

Berhati-hatilah dengan importarahan tipe tunggal . Jika compiler mendeteksi importperintah tipe tunggal yang menetapkan nama tipe referensi yang juga dideklarasikan dalam file sumber, compiler akan melaporkan kesalahan, seperti yang ditunjukkan oleh fragmen kode berikut:

import java.util.Date; Kelas Tanggal {}

Kompilator menganggap fragmen kode sebagai upaya untuk memperkenalkan dua tipe referensi dengan Datenama yang sama :