第第十十二二章章

第 第 十 十 二 二 章 章

大 大 型 型 程 程 式 式 的 的 發 發 展 展 與 與 常 常 用 用 的 的 類 類 別 別 庫 庫

本章學習目標

學習如何分割檔案

認識類別庫，以及如何取用在不同類別庫裡的類別 建構 package 的階層關係

學習 Java 裡常用的類別庫

12.1 檔案的分割

分割檔案的實作：

1. 依序建立兩個類別檔案，並置於同一個資料夾內：

CCircle.java

01 // CCircle.java, 本檔案置於 c:\Java\pack1 資料夾內 02 class CCircle // 定義類別 CCircle

03 {

04 public void show() 05 {

06 System.out.println("show() method called");

07 }

08 }

app12_1.java

01 // app12_1.java, 本檔案置於 c:\Java\pack1 資料夾內 02 public class app12_1

03 {

04 public static void main(String args[]) 05 {

06 CCircle cir=new CCircle();

07 cir.show();

08 } 09 }

2. 分別以下列的指令編譯 CCircle.java 與 app12_1.java 兩個檔案：

C:\Java\pack1>javac CCircle.java

C:\Java\pack1>javac app12_1.java

編譯後會分別產生 CCircle.class 與 app12_1.class 兩個檔案，如下圖：

CCircle.java CCircle 類別

CCircle.class CCircle 類別 的byte-code

app12_1.java app12_1 類別

app12_1.class 編譯後

編譯後 app12_1 類別 的byte-code

3. 鍵入：

C:\Java\pack1>java app12_1

即可執行此一程式，並得到下面的結果：

/* app12_1 OUTPUT---

---*/

12.2 使用 package 12.2.1 package 的基本概念

package 使用格式如下：

package package 名稱; ^格式12.2.1

package 的宣告

app12_2 是 package 使用的範例。

app12_2.java

01 // app12_2, package 的使用(一),此檔案置於 pack2 資料夾內

02 package pack2; // 宣告以下程式碼所定義的類別均納入 package pack2 中 03 class CCircle

04 {

05 public void show() 06 {

07 System.out.println("show() method called");

08 } 09 }

10 public class app12_2 // app12_2 類別也納入 package pack2 中 11 {

12 public static void main(String args[]) 13 {

14 CCircle cir=new CCircle();

15 cir.show();

16 } 17 }

package pack2 CCircle 類別 app12_2 類別

/* app12_2 OUTPUT---

---*/

12.2.2 將不同檔案中的類別納入同一個 package 中

儲存於不同的檔案中的類別，也可以隸屬於同一個 package：

CCircle.java CCircle 類別

app12_3.java app12_3 類別

package pack3 CCircle 類別

app12_3 類別

下面是將不同檔案中的類別納入同一個 package 中的範例：

CCircle.java

01 // CCircle.java, package 的使用(二),此檔案置於 pack3 資料夾內 02 package pack3; // 宣告下面所定義的類別均納入 package pack3 中 03 class CCircle

04 {

05 public void show() 06 {

07 System.out.println("show() method called");

08 }

09 }

app12_3.java

01 // app12_3.java, package 的使用(二),此檔案置於 pack3 資料夾內 02 package pack3;

03 public class app12_3 // 將 app12_3 類別納入 package pack3 中 04 {

05 public static void main(String args[]) 06 {

07 CCircle cir=new CCircle();

08 cir.show();

09 } 10 }

/* app12_3 OUTPUT--

---*/

12.3 存取在不同 package 裡的類別

9 若某個類別需要被存取時，此類別必須宣告成 public。

9 若要存取不同 package 內某個 public 類別的成員時，在程式碼內

必須明確的指明「被存取 package 的名稱.類別名稱」。

12.3.1 簡單的範例

下面的範例說明了如何存取在不同 package 裡的類別：

CCircle.java

01 // CCircle.java, package 的使用(三),此檔案存放在 pack4b 資料夾內 02 package pack4b;

03 public class CCircle // 將 CCircle 類別納入 package pack4b 當中 04 {

05 public void show() 06 {

07 System.out.println("show() method called");

08 }

09 }

app12_4.java

01 // app12_4.java, package 的使用(三),此檔案存放在 pack4a 資料夾內 02 package pack4a;

03 public class app12_4 // 將 app12_4 類別納入 package pack4a 當中 04 {

05 public static void main(String args[]) 06 {

07 pack4b.CCircle cir=new pack4b.CCircle();

08 cir.show();

09 } 10 }

/* app12_4 OUTPUT---

---*/

下圖說明了如何在 package pack4a 裡存取 package pack4b 裡的成員：

package pack4b;

public class CCircle { ....

}

package pack4b

package pack4a;

public class app12_4

{ public static void main(String args[]) { pack4b.CCircle cir=new pack4b.CCircle();

cir.show();

} }

package pack4a

將CCircle 類別 宣告為public

透 過 pack4b.CCircle 的 方 式 才 能 存 取 到 CCircle 類別的成員

12.3.2 public、private 與 protected 修飾子的角色

下面列出了修飾子相對於類別成員的存取所扮演的角色：

表12.3.1 類別與介面所使用的修飾子 修飾子 說 明

沒有修飾子 只能讓同一個package 裡的類別來存取

public 其它package 裡的類別也可以存取此一類別裡的成員

表12.3.2 成員與建構元所使用的修飾子 修飾子 說 明

沒有修飾子 成員或建構元只能被同一個package 內的程式所存取

public 如果所屬的類別也宣告成public，則成員或建構元可被不同 package 內所有的 類別所存取。若所屬類別不是宣告成 public，則成員或建構元只能被同一個 package 內的程式所存取

private 成員或建構元只在同一個類別內存取

protected 成員或建構元只能被位於同一package 內的類別，以及它的子類別來存取

12.3.3 匯入 packages

存取存放在不同 package 裡的類別，可以透過 被存取的 package 名稱.類別名稱

的語法。

app12_4.java 的第 7 行即是：

pack4b. CCircle cir = new pack4b.CCircle();

被存取的package 名稱

類別名稱

透過 import 指令，即可將某個 package 內的特定類別匯入。

import package 名稱.類別名稱; ^格式12.3.1

匯入package 裡的某個類別

下面是 import 指令的範例：

CCircle.java

01 // CCircle.java, package 的使用(四),此檔案置於 pack5b 資料夾內 02 package pack5b;

03 public class CCircle // 將 CCircle 類別納入 package pack5b 當中 04 {

05 public void show() 06 {

07 System.out.println("show() method called");

08 }

09 }

app12_5.java

01 // app12_5.java, package 的使用(四),此檔案置於 pack5a 資料夾內 02 package pack5a;

03 import pack5b.CCircle; // 載入 pack5b package 裡的 CCircle 類別 04

05 public class app12_5 06 {

07 public static void main(String args[]) 08 {

09 CCircle cir=new CCircle(); // 不用再寫 package 的名稱了 10 cir.show();

11 } 12 }

/* app12_5 OUTPUT---

---*/

12.4 建構 package 的階層關係

把 packages 劃分為階層的關係，程式碼可更加容易維護。

下面的範例為資料夾與所存放之 Java 原始檔的階層關係圖：

目前的資料夾 pack6 資料夾

app12_6.java

subpack1 資料夾 CCircle.java

subpack2 資料夾 CRectangle.java

上圖的資料夾階層關係圖可化成 package 的階層關係圖：

要宣告某個類別是屬於某個 sub-package，可用下面的語法來宣告：

package package 名稱.sub-package 名稱; ^格式12.4.1

sub-package 的宣告格式 package pack6

app12_6 類別

package subpack1 CCircle 類別

package subpack2 CRectangle 類別

下列分別為 CCircle.java、CRectangle.java 與 app12_6.java 的程式碼：

CCircle.java

01 // CCircle.java, 此檔案置於 pack6\subpack1 資料夾內

02 package pack6.subpack1; // 將 CCircle 類別納入 pack6.subpack1 中 03 public class CCircle

04 {

05 public void show() 06 {

07 System.out.println("show() method of class CCircle called");

08 } 09 }

CRectangle.java

01 // CRectangle.java, 此檔案置於 pack6\subpack2 資料夾內

02 package pack6.subpack2; // 將 CRectangle 類別納入 pack6.subpack2 中 03 public class CRectangle

04 {

05 public void show() 06 {

07 System.out.println("show() method of class CRectangle called");

08 }

09 }

app12_6.java

01 // app12_6.java,此檔案置於 pack6 資料夾內

02 package pack6; // 將 app12_6 類別納入 package pack6 當中

03 import pack6.subpack1.CCircle; // 載入 pack6.subpack1 裡的 CCircle 類別 04 import pack6.subpack2.CRectangle; // 載入pack6.subpack2裡的 CRectangle類別 05

06 public class app12_6 07 {

08 public static void main(String args[]) 09 {

10 CCircle cir=new CCircle();

11 CRectangle rect=new CRectangle();

12 cir.show();

13 rect.show();

14 } 15 }

/* app12_6 OUTPUT---

---*/

12.5 JCreator 的 Project 管理

JCreator 的 Project，可以協助我們管理類別、介面及程式檔案，發展 大型程式。

實作的部分請參閱書本內容。

12.6 Java 常用的類別庫

9 Java 的 package 是用來放置類別與介面的地方。

9 package 可譯為「類別庫」。

Java 提供了描素類別庫的 html 檔，如下一頁所示。

按此處連結至新視窗 1

出現此視窗 2

於Packages 裡提供 的類別與介面

B

C

類別與介面的繼承 關係圖和用法解說

繼承圖 Packages

(類別庫) A

下面的簡圖為是類別庫、子類別庫、類別與介面之間的層級關係。

java.applet java.applet

java.awt java.awt java.beans java.beans

java.awt.color java.awt.color

java.awt.event java.awt.event

java.awt.font java.awt.font

java.awt. ....

java.awt. ....

ColorSpace ColorSpace

... ...

... ...

ActionEvent ActionEvent

... ...

... ...

ContainerEvent ContainerEvent

FocusEvent FocusEvent ... ...

... ...

類別庫 子類別庫

類別/ 介面

MouseListener MouseListener Button

Button Canvas Canvas CheckBox CheckBox 類別/ 介面

... ...

... ...

下表列出了 Java 常用的類別庫。

表12.6.1 Java 常用的類別庫

類別庫名稱 所包含類別之主要功能

java.applet 與applet 相關的類別，applet 是嵌在網頁裡的小程式，用來執行 特定的功能

java.awt 與Java 早期視窗元件設計有關的類別 java.awt.event 與事件(event)觸發相關的類別

java.lang Java 最基本的類別，此類別會自動載入 java.io 與輸入/輸出相關的類別

java.net 與網路元件與連線相關的類別

java.util Java utility 相關的類別，如 Array、Vector 等

要匯入 java.awt 類別庫裡的 Button 類別，可用下列的語法：

import java.awt.Button;

如果要匯入類別庫裡的所有類別時，可以透過萬用字元「*」來匯入：

import java.awt.*;

12.6.1 有關字串的類別庫

String 類別是放置在 java.lang 類別庫內。

建立字串物件 （String object）

建立 String 物件的方式：

String str = "abc";

char data[]={'a', 'b', 'c'}; // data 為字元組成的陣列

String str=new String(data); // 利用建構元來產生字串

String str = new String("abc"); //利用建構元建立字串

下表列出了第二種與第三種所使用的建構元之格式：

表12.6.2 String 類別建構元的格式

建構元格式 主要功能

String() 沒有引數的String()建構元

String(byte[] bytes) 以byte 陣列建立字串

String(byte[] bytes, int offset, int length) 取出byte 陣列裡，從陣列的第 offset 位置開 始，長度為length 來建立字串

String(char[] value) 利用字元陣列來產生字串物件

String(char[] value, int offset, int count) 取出字元陣列裡，從陣列的第 offset 位置開 始，長度為count 來建立字串

String(String original) 利用原始字串（original string）產生字串物件

字串類別所提供的

method

下表列出了一些常用的 method：

表12.6.3 String 類別常用的 method

method 主要功能

byte[] getBytes() 將字串轉換成byte 型態的陣列 char charAt(int index) 取得index 位置的字元 boolean equals(String str) 測試字串是否與str 相同

int indexOf(char ch) 根據字元ch 找出第一個在字串出現的位置

int length() 取得字串的長度

String substring(int index) 取出index 之後的子字串

String substring(int ind1, int ind2) 取出位於ind1 和 ind2 之間的字串 boolean startsWith(String prefix) 測試字串是否以prefix 字串為開頭 String toLowerCase() 將字串轉換成小寫

String toUpperCase() 將字串轉換成大寫

下面的範例列舉了幾個 method 的用法：

01 // app12_9, String 類別使用的範例 02 public class app12_9

03 {

04 public static void main(String args[]) 05 {

06 String str="Easier said than done.";

07 System.out.println("length="+str.length());

08 System.out.println("charAt(8)="+str.charAt(8));

09 System.out.println("sub string="+str.substring(7));

10 System.out.println("start with \"th\"="+str.startsWith("th"));

11 System.out.println("upper case="+str.toUpperCase());

12 } 13 }

/* app12_9 OUTPUT---

charAt(8)=a

sub string=said than done.

start with "th"=false

upper case=EASIER SAID THAN DONE.

---*/

12.6.2 StringBuffer 類別庫

要修改字串，必須使用 StringBuffer 類別：

表12.6.4 StringBuffer 類別常用的 method

method 主要功能

StringBuffer append(char c) 將字元c 附加到到字串之後 StringBuffer append(String str) 將字串str 附加到字串之後 StringBuffer deleteCharAt(int index) 刪除字串第index 位置的字元 StringBuffer insert(int k, char c) 將字串的第k 個位置插入字元 c StringBuffer insert(int k, String str) 將字串的第k 個位置插入字串 str

int length() 取得字串的長度

StringBuffer replace(int m,int n,String str) 將字串第m 到 n 之間以字串 str 取代 StringBuffer reverse() 將字串反向排列

String toString() 將StringBuffer 型態的字串轉換成 String 型態

下面的程式碼為 String 使用的典型範例：

01 // app12_10, StringBuffer 類別使用的範例 02 public class app12_10

03 {

04 public static void main(String args[]) 05 {

06 StringBuffer str=new StringBuffer("Black & White");

07

08 System.out.println(str);

09 System.out.println("length="+str.length());

10 System.out.println(str.replace(0,5,"cats"));

11 System.out.println(str.replace(7,12,"dogs"));

12 System.out.println(str.reverse());

13 System.out.println(str);

14 }

15 } /* app12_10 OUTPUT---

Black & White length=13 cats & White cats & dogs sgod & stac sgod & stac

---*/

12.6.3 wrapper class

下表列出了原始資料型態與相對應的 wrapper class：

表12.6.5 原始資料型態與其 wrapper class 原始資料型態 wrapper class

boolean Boolean byte Byte char Character short Short int Integer long Long float Float double Double

下表列出了各種類別常用的轉換函數：

表12.6.6 各種類別常用的轉換函數

類別 method 主要功能

Byte static byte parseByte(String s) 將字串s 轉換成 byte 型態的值 Byte static String toString(byte b) 將byte 型態的數值 b 轉換成字串 Character static String toString(char c) 將字元c 轉換成字串

Short static short parseShort(String s) 將字串s 轉換成短整數 Short static String toString(short s) 將短整數s 轉換成字串 Integer static int parseInt(String s) 將字串s 轉換成整數 Integer static String toString(int i) 將整數i 轉換成字串 Long static long parseLong(String s) 將字串s 轉換成長整數 Long static String toString(Long i) 將長整數i 轉換成字串 Float static float parseFloat(String s) 將字串s 轉換成浮點數 Float static String toString(float f) 將浮點數f 轉換成字串 Double static double parseDouble(String s) 將字串s 轉換成倍精度浮點數 Double static String toString(double d) 將倍精度浮點數d 轉換成字串

下面的程式碼是 Integer 類別使用的範例：

01 // app12_11,Integer class method 的應用 02 public class app12_11

03 {

04 public static void main(String args[]) 05 {

06 String str;

07 int inum;

08

09 inum=Integer.parseInt("654")+3; // 將字串轉成整數後，再加 3 10 System.out.println(inum);

11 str=Integer.toString(inum)+"3"; // 將 "3" 附加在字串後面 12 System.out.println(str);

13 } 14 }

/* app12_11 OUTPUT---

6573

---*/

12.6.4 使用 Math 類別

Math 類別提供的 method 可用來計算相關的數學函數。

下表列出了 Math 類別所提供的「類別變數」：

表12.6.7 Math 類別所提供的類別變數

method 主要功能

public static final double E 尤拉常數 (Euler's constant) public static final double PI 圓周率，π

常用的數學函數列表如下：

表12.6.8 Math 類別所提供的 method

method 主要功能

public static double sin(double a) 正弦函數，計算sin(a) public static double cos(double a) 餘弦函數，計算cos(a) public static double tan(double a) 正切函數，計算tan(a) public static double asin(double a) 反正弦函數，計算sin^-1(a) public static double acos(double a) 反餘弦函數，計算cos^-1(a) public static double atan(double a) 反正切函數，計算tan^-1(a) public static double exp(double a) 自然指數函數，計算exp(a) public static double log(double a) 自然對數函數，計算log(a) public static double sqrt(double a) 開根號函數，計算sqrt(a) public static double ceil(double a) 傳回大於a 的最小整數 public static double floor(double a) 傳回小於a 的最大整數 public static double pow(double a, double b) 計算 a 的 b 次方

method 主要功能

public static int round(float a) 傳回最接近a 的整數 public static double random() 傳回0.0~1.0 之間的亂數

public static type abs(type a) 計算a 的絕對值，其中 type 可為 int、long、float 或是double

public static int max(int a, int b) 找出a 與 b 中較大者 public static int min(int a, int b) 找出a 與 b 中較小者

下面的範例說明數學函數的使用：

01 // app12_12,數學函數的使用 02 public class app12_12 03 {

04 public static void main(String args[]) 05 {

06 System.out.println("ceil(3.9)= "+Math.ceil(3.9));

07 System.out.println("sin(PI/2)= "+Math.sin(Math.PI/2));

08 System.out.println("max(8,2)= "+Math.max(8,2));

09 } 10 }

/* app12_12 OUTPUT-

sin(PI/2)= 1.0 max(8,2)= 8

---*/