[J2SE 1.5]逐渐挖掘Static Import

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# 逐渐挖掘Static Import   更简单的访问静态成员 #

孙海涛 ( [sun.haitao@126.com][sun.haitao_126.com])

2004年8月27日

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。

## 参考资源 ##

*  可以通过Sun的[Java Technology][]页面找到下载[J2SE 1.5的SDK][J2SE 1.5_SDK]及其[文档][Link 1]的链接，目前最新的版本是J2SDK 1.5 Beta 2。注意在使用这一版本的javac的时候，要加上“-source 1.5”作为参数，才能编译使用了J2SE 1.5中新增语言特性的源代码。
 *  John Zukowski在《[驯服 Tiger：Tiger 预览版现已推出][Tiger_Tiger]》一文中，介绍了如何开始使用J2SDK 1.5的基础知识。不过因为这篇文章是依照J2SDK 1.5 Alpha版的状况所写，所以里面提到的一些细节（如下载地址和默认安装路径）已经发生了变化。
 *  《[JSR 201: Extending the Java Programming Language with Enumerations, Autoboxing, Enhanced for loops and Static Import][JSR 201_ Extending the Java Programming Language with Enumerations_ Autoboxing_ Enhanced for loops and Static Import]》定义了很多J2SE 1.5中的新语言特性，包括了“Static Import”。
 *  Joshua Bloch在《[Effective Java][]》一书的第四章《Classes and Interfaces》中，解释了只包括常量的接口所存在的问题。
 *  Calvin Austin在《[J2SE 1.5 in a Nutshell][]》一文中，对J2SE 1.5中的各种新特性，进行了全面而概括的介绍。

[sun.haitao_126.com]: mailto:sun.haitao@126.com
[Java Technology]: http://java.sun.com
[J2SE 1.5_SDK]: http://java.sun.com/j2se/1.5.0/download.jsp
[Link 1]: http://java.sun.com/j2se/1.5.0/docs/
[Tiger_Tiger]: http://www-900.ibm.com/developerWorks/cn/java/j-tiger01204/index.shtml
[JSR 201_ Extending the Java Programming Language with Enumerations_ Autoboxing_ Enhanced for loops and Static Import]: http://jcp.org/en/jsr/detail?id=201
[Effective Java]: http://java.sun.com/developer/Books/effectivejava/
[J2SE 1.5 in a Nutshell]: http://java.sun.com/developer/technicalArticles/releases/j2se15/