26

26


Однако концепция библиотеки компонентов и контроля над доступом к этим компонентам — это еще не все. Остается понять, как компоненты связы­ваются в объединенную цельную библиотеку. В Java эта задача решается ключе­вым словом package (пакет), и спецификаторы доступа зависят от того, находят­ся ли классы в одном или в разных пакетах. Поэтому для начала мы разбе­ремся, как компоненты библиотек размещаются в пакетах. После этого вы сможете в полной мере понять смысл спецификаторов доступа.
Пакет как библиотечный модуль
Пакет содержит группу классов, объединенных в одномпространстве имен.Например, в стандартную поставку Java входит служебная библиотека, оформленная в виде пространства имен java,util. Один из классов java.util назы­вается ArrayList. Чтобы использовать класс в программе, можно использовать его полное имя java. util. Array List. Впрочем, полные имена слишком громоздки, поэтому в программе удобнее использовать ключевое слово import. Если вы со­бираетесь использовать всего один класс, его можно указать прямо в директиве import:
// access/Singlelmport.java
import java.util ArrayList,
public class Singlelmport {
public static void main(String[] args) {
ArrayList list = new java.util .ArrayListO:
}
} ///.-
Теперь к классу ArrayList можно обращаться без указания полного имени, но другие классы пакета java.util останутся недоступными. Чтобы импортировать все классы, укажите * вместо имени класса, как это делается почти во всех при­мерах книги:
import java.util *,
Механизм импортирования обеспечивает возможность управления про­странствами имен. Имена членов классов изолируются друг от друга. Метод f() класса А не конфликтует с методом f() с таким же определением (списком аргу­ментов) класса В. А как насчет имен классов? Предположим, что класс Stack создается на компьютере, где кем-то другим уже был определен класс с именем Stack. Потенциальные конфликты имен — основная причина, по которой так важны управление пространствами имен в Java и возможность создания уни­кальных идентификаторов для всех классов.
До этого момента большинство примеров книги записывались в отдельных файлах и предназначались для локального использования, поэтому на имена пакетов можно было не обращать внимания. (В таком случае имена классов размещаются в «пакете по умолчанию».) Конечно, это тоже решение, и такой подход будет применяться в книге, где только возможно. Но, если вы создаете библиотеку или программу, использующую другие программы Java на этой же машине, стоит подумать о предотвращении конфликтов имен.
Файл с исходным текстом на Java часто называюткомпилируемым модулем.Имя каждого компилируемого модуля должно завершаться суффиксом .java, а внутри него может находиться открытый (public) класс, имеющий то же имя, что и файл (с заглавной буквы, но без расширения .java). Любой компилируе­мый модуль может содержать не болееодногооткрытого класса, иначе компи­лятор сообщит об ошибке. Остальные классы модуля, если они там есть, скры­ты от окружающего мира — они не являются открытыми (public) и считаются «вспомогательными» по отношению к главному открытому классу.
В результате компиляции для каждого класса, определенного в файле .java, создается класс с тем же именемГно с расширением .class. Таким образом, при компиляции нескольких файлов .java может появиться целый ряд файлов с рас­ширением .class. Если вы программировали на компилируемом языке, то, на­верное, привыкли к тому, что компилятор генерирует промежуточные файлы (обычно с расширением OBJ), которые затем объединяются компоновщиком для получения исполняемого файла или библиотеки. Java работает не так. Ра­бочая программа представляет собой набор однородных файлов .class, которые объединяются в пакет и сжимаются в файл JAR (утилитой Java jar). Интерпре­татор Java отвечает за поиск, загрузку и интерпретацию
[1]
этих файлов.
Библиотека также является набором файлов с классами. В каждом файле имеется один public-класс с любым количеством классов, не имеющих специфи­катора public. Если вы хотите объявить, что все эти компоненты (хранящиеся в отдельных файлах .java и .class) связаны друг с другом, воспользуйтесь клю­чевым словом package.
Директива packageдолжнанаходиться в первой незакомментированной строке файла. Так, команда.
package access;
означает, что данный компилируемый модуль входит в библиотеку с именем access. Иначе говоря, вы указываете, что открытый класс в этом компилируе­мом модуле принадлежит имени mypackage и, если кто-то захочет использовать его, ему придется полностью записать или имя класса, или директиву import с access (конструкция, указанная выше). Заметьте, что по правилам Java имена пакетов записываются только строчными буквами.
Предположим, файл называется MyClass.java. Он может содержать один и только один открытый класс (public), причем последний должен называться MyClass (с учетом регистра символов):
//: access/mypackage/MyClass java
package access.mypackage;
public class MyClass {11...
} ///.-
Если теперь кто-то захочет использовать MyClass или любые другие откры­тые классы из пакета access, ему придется использовать ключевое слово import, чтобы имена из access стали доступными. Возможен и другой вариант — запи­сать полное имя класса:
//: access/QualifiedMyClass java
public class QualifiedMyClass {
public static void main(String[] args) { access mypackage.MyClass m =
new access mypackage.MyClass();
}
} ///:-
С ключевым словом import решение выглядит гораздо аккуратнее:
II: access/ImportedMyClass.java
import access.mypackage.*:
public class ImportedMyClass {
public static void main(String[] args) { MyClass m = new MyClassO:
}
} ///
Ключевые слова package и import позволяют разработчику библиотеки орга­низовать логическое деление глобального пространства имен, предотвращаю­щее конфликты имен независимо от того, сколько людей подключится к Ин­тернету и начнет писать свои классы на Java.
Создание уникальных имен пакетов
Вы можете заметить, что, поскольку пакет на самом деле никогда не «упаковы­вается» в единый файл, он может состоять из множества файлов .class, что спо­собно привести к беспорядку, может, даже хаосу. Для предотвращения пробле­мы логично было бы разместить все файлы .class конкретного пакета в одном каталоге, то есть воспользоваться иерархической структурой файловой систе­мы. Это первый способ решения проблемы нагромождения файлов в Java; о втором вы узнаете при описании утилиты jar.
Размещение файлов пакета в отдельном каталоге решает две другие задачи: создание уникальных имен пакетов и обнаружение классов, потерянных в «деб­рях» структуры каталогов. Как было упомянуто в главе 2, проблема решается «кодированием» пути файла в имени пакета. По общепринятой схеме первая часть имени пакета должна состоять из перевернутого доменного имени разра­ботчика класса. Так как доменные имена Интернета уникальны, соблюдение этого правила обеспечит уникальность имен пакетов и предотвратит конфликты. (Только если ваше доменное имя не достанется кому-то другому, кто начнет писать программы на Java под тем же именем.) Конечно, если у вас нет собст­венного доменного имени, для создания уникальных имен пакетов придется придумать комбинацию с малой вероятностью повторения (скажем, имя и фа­милия). Если же вы решите публиковать свои программы на Java, стоит немно­го потратиться на получение собственного доменного имени.
Вторая составляющая — преобразование имени пакета в каталог на диске компьютера. Если программе во время исполнения понадобится загрузить файл .class (что делается динамически, в точке, где программа создает объект определенного класса, или при запросе доступа к статическим членам класса), она может найти каталог, в котором располагается файл .class.
Интерпретатор Java действует по следующей схеме. Сначала он проверяет переменную окружения CLASSPATH (ее значение задается операционной сис­темой, а иногда программой установки Java или инструментарием Java). CLASSPATH содержит список из одного или нескольких каталогов, используе­мых в качестве корневых при поиске файлов .class. Начиная с этих корневых каталогов, интерпретатор берет имя пакета и заменяет точки на слеши для по­лучения полного пути (таким образом, директива package foo.bar.baz преобразу­ется в foo\bar\baz, foo/bar/baz или что-то еще в зависимости от вашей операци­онной системы). Затем полученное имя присоединяется к различным эле­ментам CLASSPATH. В указанных местах ведется поиск файлов .class, имена которых совпадают с именем создаваемого программой класса. (Поиск также ведется в стандартных каталогах, определяемых местонахождением интерпре­татора Java.)
Чтобы понять все сказанное, рассмотрим мое доменное имя: MindView.net. Обращая его, получаем уникальное глобальное имя для моих классов: net. mindview. (Расширения com, edu, org и другие в пакетах Java прежде записыва­лись в верхнем регистре, но начиная с версии Java 2 имена пакетов записывают­ся только строчными буквами.) Если потребуется создать библиотеку с именем simple, я получаю следующее имя пакета:
package net.mindview.simple,
Теперь полученное имя пакета можно использовать в качестве объединяю­щего пространства имен для следующих двух файлов:
//: net/mindview/simple/Vector.java
// Создание пакета
package net mindview simple,
public class Vector { public VectorО {
System out printlnCnet mindview.simple.Vector");
}
} ///:-
Как упоминалось ранее, директива package должна находиться в первой строке исходного кода. Второй файл выглядит почти так же:
//: net/mindview/simple/List java
// Создание пакета
package net.mindview simple;
public class List { public ListO {

System.out pri ntln("net.mi ndvi ew.si mple.Li st"),
}
} /// ~
В моей системе оба файла находятся в следующем подкаталоге:
С \DOC\JavaT\net\mindview\simple
Если вы посмотрите на файлы, то увидите имя пакета net.mindview.simple, но что с первой частью пути? О ней позаботится переменная окружения CLAS- SPATH, которая на моей машине выглядит следующим образом:
CLASSPATH= ,D \JAVA\LIB,C.\D0C\JavaT
Как видите, CLASSPATH может содержать несколько альтернативных пу­тей для поиска.
Однако для файлов JAR используется другой подход. Вы должны записать имя файла JAR в переменной CLASSPATH, не ограничиваясь указанием пути к месту его расположения. Таким образом, для файла JAR с именем grape.jar пе­ременная окружения должна выглядеть так:
CLASSPATH= .D.\JAVAXLIB.С \flavors\grape.jar
После настройки CLASSPATH следующий файл можно разместить в любом каталоге:
// access/LibTest.java // Uses the library, import net mindview simple *;
public class LibTest {
public static void main(String[] args) { Vector v = new VectorO. List 1 = new ListO:
}
} /* Output:
net.mindview simple Vector net mindview.simple List */// -
Когда компилятор встречает директиву import для библиотеки simple, он на­чинает поиск в каталогах, перечисленных в переменной CLASSPATH, найдет каталог net/mindview/simple, а затем переходит к поиску компилированных фай­лов с подходящими именами (Vector.class для класса Vector и List.class для клас­са List). Заметьте, что как классы, так и необходимые методы классов Vector и List должны быть объявлены со спецификатором public.