java中import 和 static 作用详解

最新推荐文章于 2024-12-14 09:35:11 发布

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import与package机制相关，这里先从package入手，再讲述import以及static import的作用。

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.*;
1
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：

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)

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。

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()。

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：

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。

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。

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：

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。
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:

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。
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。
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。
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;