Java 方法庫與套件包裝

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8-4 方法庫與套件包裝

方法：

8-4-1 Java 套件格式

8-4-2 套件編譯語法 - package

8-4-3 範例研討：時間/日期工具套件

8-4-1 Java 套件格式

對傳統語言的程式設計而言，一套完整的應用程式是由多個函數所構成。因此，我們可將某些特殊功能編寫成函數程式（Function），再編譯成『目的檔』（Object file），讓其他程式引用，如此可減少許多應用系統開發的時程，也可達到函數重複使用的目的。

一般會將所開發的函數集，依照功能歸類某些特定功能的群組，並可指定特定群組引用，因此稱之為『庫存函數』（Library）。一套系統開發工具（如 C 語言）的強弱，其關鍵在於所提供庫存函數的多寡。某些開發工具除了提供標準庫存函數之外，也會提供某些特殊功能的函數庫。譬如，某一套系統具有許多多媒體相關庫存函數，則稱之為『多媒體發展系統』；如果具有許多工程繪圖庫存函數，則稱為『模具設計發展系統』；如果具有許多動畫繪圖庫存函數，則稱為『3 D 動畫發展系統』...等等。

Java 也如同傳統語言一樣，可透過各種庫存函數，成為各式各樣的發展系統。更難得可貴的，大多數傳統語言的庫存函數都須購買，譬如具有視窗開發工具的 Visual 系列都必須付費購買。Java 語言則不然，許多開發工具的套件都允許免費下載使用。當然，它也有需付費的企業版販售，但一般系統或初學者，基本版本就非常夠用。

圖 8-1 為Java 套件結構，跟目錄結構一樣，是以樹狀結構排列。根目錄名稱為 java，每一端點代表一個套件名稱，端點以下可能另一個子套件端點，或該套件下的方法成員。但導入套件時，是以『點』（.）表示某一目錄，譬如 java.lang.Math。

圖 8-6 Java 套件結構圖

自行製作套件（package）也是學習 Java 語言不可或缺的。使用者可將常用的函數編製成套件，以供他人或爾後使用。引用自行定義的套件時，必須明確的告訴系統，套件所存放的位置，一般都利用 classpath 變數指明套件的目錄位置。當發展出許多套件之後，儲存於電腦上也必須佔用許多空間。Java 發展出一套類似 Unix 系統上的 tar，將一大堆的檔案資料壓縮成較小的空間。Java 發展出來的是 Java ARchive（jar 檔案）。可將 package 包裝於 jar 檔案內，如此可佔用比較小的空間，當被引用時，再展開回復原來的檔案型態。本章僅介紹套件產生方式，限於篇幅不再介紹其他處理。

8-4-2 套件編譯語法 - package

（A）套件語法 - package

基本上，製作套件與類別/物件方法非常相似。比較特殊的地方是，某些方法被包裝成套件後，大多不會限制使用者的身分如何，也都將其宣告成 public 屬性較為普遍，宣告 package 的語法如下：

套件宣告語法：

範例：

package package_name;

public class class_name {

public data_type variable_name;

…..

public return_type method_name{

….

}

…..

}

package dateTool;

public class Date {

public int year;

public int month;

public int day;

}

其中：

(1) package：指定套件名稱關鍵字。譬如『package dateTool;』則指定套件名稱為 dateTool。套建名稱存在的話，將所製作的類別檔案儲存於該名稱的目錄下；如果不存在，則新建立以套件名稱的目錄，再將類別檔案儲存該目錄底下。

(2) public class class_name{ …}：宣告該套件下的類別。譬如『public class Date { ..}』則建立一個 Date.class 類別，並儲存於 dateTool 目錄下。為了要讓其他檔案可以直接引用，必須宣告成 public 屬性。

(3) public return_type method_name() { ..}：宣告該類別下的方法或物件成員。譬如『public int year;』則宣告一個整數的變數成員；也必須宣告成 public 屬性。

（B）編譯套件 – javac -d

套件原始檔案製作完成之後，則可將其編譯成套件方法庫。編譯之前必須考慮套件的類別檔案儲存於何目錄下。基本上，在原始檔案內需指定套件名稱，編譯後類別檔案將儲存於該套件名稱的目錄下，但該套件名稱的目錄又在何處？除了編譯時必須指定儲存目錄外，也必須設定 classpath 環境變數，命令格式如下：

設定 classpath 環境變數：	範例：
> set classpath=path_name	> set classpath=G:\Examples\timeDate;.
編譯套件命令：	範例：
> javac –d path_name file_name	> javac –d G:\Examples\timeDate Date.java

上述範例中，設定 classpath 環境變數需特別注意，內容『G:\Examples\timeDate;.』表示設定套件目錄（G:\Examples\timeDate）與目前目錄（『.』）兩者。套件目錄如果不存在必須事先利用 Windows 命令建立，編譯後會將套件儲存於該目錄下。

（C）主程式導入 – import

當然自行開發的套件也可儲存於原 java 套件底下，但為了方便管理大多不會這樣；如果沒有儲存原 java 預定目錄下，欲導入運用又有稍微麻煩。欲導入自行開發的套件，也須利用 classpath 指名套件（如 set classpath=G:\Examples\timeDate;.）儲存目錄，導入語法如下：

套件導入語法：

範例：

import class_name;

……

public class main_class {

….

}

import dateTool.dateTool;

import dateTool.Date;

public class Ex8_3 {

…..

}

『import class_name』表示導入 class_name 類別。譬如『import dateTool.Date』表示導入 dateDate.Date 類別，但該類別必須儲存於 G:\Examples\timeDate 目錄下，然而 dateTool 也是目錄，Date.class 儲存於該目錄下。

8-4-3 範例研討：時間/日期工具套件

（A）程式功能：Ex8_3.java

請製作一套時間與日期計算工具的套件，再編寫一主程式導入該套件，並測試套件下類別方法與物件方法引用情形；期望操作結果如下：

G:\Examples\chap11\Ex8_3>javac Ex8_3.java

G:\Examples\chap11\Ex8_3>java Ex8_3

設定目前日期(年/月/日) =>2007/8/25

設定目前時間(時/分/秒) =>12/5/30

現在是 2007 年 8 月 25 日 12 時 5 分 30 秒

== 現在時刻輸出完畢 ==

（B）製作技巧研討：

吾人可以稍加修改 Ex8_1 的時間計算工具（timeTool），以及 Ex8_2 的日期工具（dateTool），使其合乎套件語法再重新編譯即可。又 timeTool 類別是產生物件方法，而 dateTool 是類別方法，也剛好能滿足系統的要求。系統僅要求輸入字串格式輸入，轉換再輸出日期與時間格式，因此僅使用到 dateTool 類別中 getData() 方法，與 timeTool 類別中 getTime() 方法。

圖 8-7 timeDate 方法庫架構

吾人將 timeTool 物件方法（Ex8_1 範例）與 dateTool 類別方法（Ex8_2 範例），整合成 timeDate 方法庫，如圖 8-6 所示。首先我們利用 classpath 環境變數指定方法庫儲存目錄位置（G:\Examples\timeDate），接下來再修改 Ex8_1 與 Ex8_2 的程式範例，各個程式說明如下：

（C）程式範例：Date.java

此程式原來是包含於 dateTool.java 檔案內，為了讓其他檔案可以直接引用，因此必須將它製作成獨立檔案，並宣告成 public 屬性。此程式經編譯後會產生 Date.class 類別，功能是產生儲存日期資料的物件，原始檔案如下：

// Date.java, 產生方法套件語法

// 儲存於 \Examples\timeDate 目錄下(假設於 g 磁碟機)

// 設定環境變數 > set classpath=g:\Examples\timeDate;.

// 編譯語法: > javac -d \Examples\timeDate Date.java

package dateTool;

public class Date {

public int year;

public int month;

public int day;

}

(1) 第 1~4 行：說明使用。

（D）程式範例：Time.java

原來此程式式包含於 timeTool.java 內，我們將他分離成獨立程式。此程式將產生Time.class 類別，功能是產生儲存時間資料的物件，程式範例如下：

// Time.java

package timeTool;

/* 時間類別, 產生時間物件的格式 */

public class Time {

public int hour;

public int minute;

public int second;

}

（E）程式範例：timeTool.java

吾人還是利用 Ex8_1 範例的 timrTool.java 範例（包含 4 個物件方法），將他複製到目前工作目錄下（chap8\Ex8_3），並稍加修改使成為套件的原始程式，修改地方以『粗黑』表示，顯示部分檔案如下：

// timeTool.java

// 儲存於 \Examples\timeDate 目錄下(假設於 g 磁碟機)

// 設定環境變數 > set classpath=g:\Examples\timeDate;.

// 編譯語法: > javac -d \Examples\timeDate timeTool.java

package timeTool;

import java.util.*;

public class timeTool {

/* 轉換字串成為時間物件格式 */

public Time getTime(String time_S){

…..

}

/* 之前時間計算器 */

public Time timeBefore(Time now, Time value) {

…..

….

}

/* 之後時間計算器 */

public Time timeAfter(Time now, Time value) {

…..

}

/* 兩點時間之間距離計算器 */

public Time timeInterval(Time start, Time end) {

…..

}

（F）程式範例：dateTool.java

將原來 dateTool.java（Ex8_2 範例，包含 4 個類別方法）稍加修改使成為套件的原始程式，修改地方以『粗黑』表示，顯示部分檔案如下：

// dateTool.java, 產生方法套件語法

// 儲存於 \Examples\timeDate 目錄下(假設於 g 磁碟機)

// 設定環境變數 > set classpath=G:\Examples\timeDate;.

// 編譯語法: > javac -d \Examples\timeDate dateTool.java

package dateTool;

import java.util.*;

public class dateTool {

/* 轉換字串成為日期物件格式 */

public static Date getDate(String date_S){

Date date = new Date();

Scanner s = new Scanner(date_S).useDelimiter("/");

date.year = s.nextInt();

date.month = s.nextInt();

date.day = s.nextInt();

return date;

}

/* 之後天數的日期計算器 */

public static Date dateAfter(Date now, int value) {

….

}

/* 之前天數的日期計算器 */

public static Date dateBefore(Date now, int value) {

…..

}

/* 計算兩個日期之間天數的計算器 */

public static int dateInterval(Date start, Date end) {

……

}

（G）程式範例：Ex8_3.java

吾人依照系統要求，製作一個簡單程式來測試引用套件內方法是否可以成功。圖8-7 為 Ex8_3 類別內引用方法庫的運用情形，程式範例如下：

圖 8-8 Ex8_3 引用方法庫範例

// Ex8_3.java

// 庫存方法儲存於 G:\Examples\timeDate 目錄下(假設於 G 磁碟機)

// 設定環境變數 > set classpath=G:\Examples\timeDate;.

import dateTool.dateTool;

import dateTool.Date;

import timeTool.timeTool;

import timeTool.Time;

import java.io.*;

import java.util.*;

public class Ex8_3 {

public static void main(String args[]) throws IOException {

BufferedReader keyin = new BufferedReader(new

InputStreamReader(System.in));

/* 時間工具是物件方法 */

timeTool tool = new timeTool(); // 產生時間工具

Time now = new Time(); // 儲存目前時間

String time_S; // 讀入時間字串

/* 日期工具是類別方法 */

Date today = new Date(); // 儲存今天日期

String date_S; // 讀入日期字串

/* 設定今天日期 */

System.out.printf("設定目前日期(年/月/日) =>");

date_S = keyin.readLine();

today = dateTool.getDate(date_S); // 引用類別方法

/* 設定目前時間 */

System.out.printf("設定目前時間(時/分/秒) =>");

time_S = keyin.readLine();

now = tool.getTime(time_S); // 引用物件方法

/* 輸出現在時刻 */

System.out.printf("\n現在是 %d 年 %d 月 %d 日",

today.year, today.month, today.day);

System.out.printf(" %d 時 %d 分 %d 秒\n",

now.hour, now.minute, now.second);

System.out.printf("== 現在時刻輸出完畢 ==\n");

}

（H）編譯原始程式

上述總共製作了 5 個原始檔案，其中 4 個檔案是套件程式，另一個是主程式，編譯如下：

G:\Examples\chap11\Ex8_3>javac -d \Examples\timeDate dateTool.java

G:\Examples\chap11\Ex8_3>javac -d \Examples\timeDate timeTool.java

G:\Examples\chap11\Ex8_3>javac -d \Examples\timeDate Time.java

G:\Examples\chap11\Ex8_3>javac -d \Examples\timeDate Date.java

G:\Examples\chap11\Ex8_3>javac Ex8_3.java

G:\Examples\chap11\Ex8_3>dir/b

dateTool.java

timeTool.java

Ex8_3.java

Date.java

Time.java

Ex8_3.class

我們可以發現，編譯後僅多出來 Ex8_3.class 一個檔案，其他檔案將被放置於所指定的套件目錄下（G:\Examples\timeDate\），並且以套件名稱為目錄，儲存該套件下的類別檔案，可觀察如下：（可查閱到 4 個類別檔案儲存位置）

G:\Examples\chap11\Ex8_3>cd \Examples\timeDate

G:\Examples\timeDate>dir/b/s

G:\Examples\timeDate\dateTool 【dateTool 目錄】

G:\Examples\timeDate\timeTool 【timeTool 目錄】

G:\Examples\timeDate\dateTool\Date.class 【類別檔案】

G:\Examples\timeDate\dateTool\dateTool.class 【類別檔案】

G:\Examples\timeDate\timeTool\Time.class 【類別檔案】

G:\Examples\timeDate\timeTool\timeTool.class 【類別檔案】

翻轉工作室：粘添壽

Java 程式設計(二) 含物件導向

第一章 JDK 安裝與開發步驟
第二章一維陣列
第三章二維陣列
第四章陣列資料結構
第五章物件變數與物件陣列
第六章檔案輸入與輸出
第七章類別與物件產生
第八章方法與方法庫產生
- 8-1 物件方法
- 8-2 專題研討：物件方法
- 8-3 類別方法
- 8-4 方法庫與套件包裝
- 8-5 專題研討：方法庫運用
第九章繼承性與多形性運用
第十章例外處理
第十一章 Java+MySQL 專題研討：銀行存款系統

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