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理解Java的static import静态引入机制  

2012-03-20 01:48:53|  分类: JDK |  标签: |举报 |字号 订阅

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     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。本文介绍这一机制的使用方法,以及使用过程中的注意事项。

    在Java程序中,是不允许定义独立的函数和常量(当然,准确的说,只是被final修饰、只能赋值一次的变量)的。即使从它们本身的功能来看,完全不需要依附于什么东西,也要找个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)。

    挂靠的方法,是把它们加上static修饰符,定义为这个类或接口的静态成员。这方面的典型例子是java.lang.Math类——包含了大量的sin、cos这样的“函数”和PI、E这样的“常量”。

传统上,在访问这些挂靠了的函数、变量和常量的时候,需要在前面加上它们挂靠单位的名称。如果只是偶尔访问这些东西一下,这样的写法可以工作得很好;但是如果要频繁访问这些成员的话,这样的写法就显得比较罗嗦了。

 

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。

“静态导入”或者“静态成员导入”

   Static Import机制常常被直译成“静态导入”。但是从含义上看,“静态成员导入”是更为贴切的译法。不过考虑到“静态导入”这说法比较简短,估计还是会有强大的生命力。

只包括常量定义的接口

    有一种省去常量前的挂靠单位的变通做法: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目,叫作“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。
                                                                                                                            

1.精确导入的方式

    精确的导入一个静态成员的方法,是在源文件的开头部分(任何类或接口的定义之前),加上类似这样的声明:
import static 包名.类或接口名.静态成员名;

    注意尽管这个机制的名目是叫做“Static Import”,但是在这里的次序却是正好相反的“import static”。一经导入之后,在整个源文件的范围内,就可以直接用这个成员的名字来访问它了。


清单1:用精确导入的方式,导入sin和PI

//精确的导入Math.sin和Math.PI
import static java.lang.Math.sin;
import static java.lang.Math.PI;

public class StaticImportSampleA {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(sin(PI/2));//输出“1.0”
    }
}

游离于包外的类和接口们的特别问题

Java语言并未要求每个类和接口都必须属于某一个包。但是,在J2SE 1.4以后,无论是import语句也好,还是import static语句也好,都要求给一个所在包名出来。换而言之,对于不属于任何包的类和接口,是既不能用import导入它本身,也不能用import static导入它的静态成员的。

2.按需导入的方式

Static Import机制也支持一种不必逐一指出静态成员名称的导入方式。这时,要采用这样的语法:

import static 包名.类或接口名.*;

注意这种方式只是指出遇到来历不明的成员时,可以到这个类或接口里来查找,并不是把这个类或接口里的所有静态成员全部导入

清单2:用按需导入的方式,导入sin和PI

//声明遇到来历不明的成员时到java.lang.Math中去寻找
import static java.lang.Math.*;

public class StaticImportSampleB {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(sin(PI/2));//输出“1.0”
    }
}

3.可以导入的种种东西

使用import static语句,可以导入一个类里的一切被static修饰的东西,包括变量、常量、方法和内类。

清单3:变量、常量、方法和内部类都可以导入

package com.example.p3;

public class StaticImportee {
    public static int one = 1;
    public static final int TWO = 2;
    public static int three() {
        return 3;
    }
    public static class Four {
        public int value() {
            return 4;
        }
    }
}
package com.example.p3;
import static com.example.p3.StaticImportee.*;

public class StaticImporter {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(one);
        System.out.println(TWO);
        System.out.println(three());
        System.out.println(new Four());
    }
}

不受影响的访问控制

Static Import不能突破Java语言中原有的访问控制机制的限制,不过也并不在这方面增加新的约束。原来有权限访问的静态成员,都可以被导入和使用;而原来无权限访问的静态成员,用了这个方法之后也仍然是访问不能。

4.导入之间的冲突问题

不同的类(接口)可以包括名称相同的静态成员。因此,在进行Static Import的时候,可能会出现“两个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。

注意,如果两个同名的静态成员一个是属性,而另一个是方法,那么因为使用时的写法有差异,不会造成任何的冲突。

清单4:采用精确导入的形式的一个有效

package com.example.p4;
import static com.example.p4.Importee1.name;
import static com.example.p4.Importee1.*;
import static com.example.p4.Importee2.*;
import static com.example.p4.Importee2.pass;

public class Importer {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(name);//输出“Name1”
        System.out.println(pass);//输出“Pass2”
    }
}
package com.example.p4;

public class Importee1 {
    public static String name = "Name1";
    public static String pass = "Pass1";
}
package com.example.p4;

public class Importee2 {
    public static String name = "Name2";
    public static String pass = "Pass2";
}

5.本地和外来的竞争

有时候,导入的东西还可能和本地的东西相冲突,这种情况下的处理规则,是“本地优先”。

清单5:本地的优先于外来的

package com.example.p5;
import static com.example.Zero.*;

public class One {
    public static int flag = 1;
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(flag);//输出“1”
    }
}
package com.example.p5;

public class Zero {
    public static int flag = 0;
}

6.Static Import的负面影响

在编译期间,所有因Static Import的存在而简化了的名字,都会被编译器打回原型。因此在性能方面,Static Import没有任何影响。但是名字简化却可能造成一些维护方面的问题。

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,增加了阅读理解的麻烦。如果导入的来源很著名(比如java.lang.Math),或者来源的总数比较少,这个问题并不严重;但是在不属于这两种的情况下,这就不是基本可以忽略的问题了。

7.归纳总结

      借助J2SE 1.5里提供的Static Import机制,可以用一种更简单的方式,来访问类和接口的静态成员。不过,使用这一机制并不是没有代价的,在使用不当的时候可能给维护工作带来一定的困扰。因此,在具体使用之前,还要作一些两方面的权衡。

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