頂層類

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　　2024 年 12 月 22 日 星期日

• 本文內容根據 Java 教程中的《課程：類和對象》編寫而成。
• 本文提供的是 JDK 14 的示例代碼。

　　頂層類（Top-level class），是 Java 中對類的一種定義方式。在 .java 文件中，處於最外層的類就稱為頂層類，在其外部不存在將其包圍起來的任何代碼塊。下麵的示例就是一個典型的頂層類：

/**
 * 定義一個公共的頂層類。
 */
public class MyClass {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello World!");
    }
}
/* 輸出結果：
Hello World!

 */

頂層類

　　頂層類可聲明為 public，如前面示例中的 MyClass 類，也可聲明為包私有的，如下：

/**
 * 定義一個包私有的頂層類。
 */
class PackagePrivateClass {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("PackagePrivateClass：這是一個包私有的頂層類。");
    }
}
/* 輸出結果：
PackagePrivateClass：這是一個包私有的頂層類。

 */

• 提示：在定義一個類時，如果在 class 關鍵字前不加 public、private 或 protected 關鍵字，那麼這個類就聲明為包私有的（Package-Private），即它是類的預設聲明。包私有的類可在其所在的包內共用，但不能跨包共用。

　　不允許將頂層類聲明為 private 或 protected，因為頂層類在本質上不屬於私密類。如果將一個頂層類用 private 或 protected 關鍵字隱藏起來（即不對外共用），那就無法創建這個類的實例，等同於沒有定義這個類。

　　此外，不允許將頂層類聲明為 static，因為頂層類在本質上是非靜態的，只有在創建其實例時，才會將其載入到記憶體中。否則，Java 編譯器將會生成一條類似於“此處不允許使用修飾符 static”的錯誤消息。

　　在 .java 文件中，允許多個頂層類併列存在，但只能有一個與其文件名同名的、聲明為 public 的頂層類。這個與文件名同名的頂層類可聲明為包私有的，但在這個文件中的其他頂層類只能聲明為包私有的。

/**
 * 定義一個頂層類。
 */
public class TopLevelClass {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("TopLevelClass：這是與 TopLevelClass.java 文件同名的頂層類。");
        System.out.println(new AnotherClass().toString());
    }
}

/**
 * 定義另一個頂層類。
 */
class AnotherClass {
    public AnotherClass() {
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "AnotherClass：這是在 TopLevelClass.java 文件中的另一個頂層類。";
    }
}
/* 輸出結果：
TopLevelClass：這是與 TopLevelClass.java 文件同名的頂層類。
AnotherClass：這是在 TopLevelClass.java 文件中的另一個頂層類。

 */

　　在上述示例中，若將 AnotherClass 類聲明為 public，則 Java 編譯器將會生成一條類似於“類 AnotherClass 是公共的，應在名為 AnotherClass.java 的文件中聲明”的錯誤消息。

　　可使用 abstract 關鍵字，將頂層類聲明為抽象類，如下：

public class AbstractClassDemo {
    public static void main(String[] args) {
        new Subclass().printName();
    }
}

/**
 * 定義一個抽象類。
 */
abstract class AbstractClass {
    private final String name;

    // 定義抽象類的構造方法。
    public AbstractClass() {
        name = "AbstractClass：這是一個抽象類。";
    }

    // 定義一個非抽象方法。
    public String getName() {
        return name;
    }

    // 定義一個抽象方法。
    public abstract void printName();
}

/**
 * 定義一個子類。
 */
class Subclass extends AbstractClass {
    private final String name;

    // 定義子類的構造方法。
    public Subclass() {
        super();
        name = "Subclass：這是一個抽象類的子類。";
    }

    // 實現父類的抽象方法。
    @Override
    public void printName() {
        System.out.println(super.getName());
        System.out.println(name);
    }
}
/* 輸出結果：
AbstractClass：這是一個抽象類。
Subclass：這是一個抽象類的子類。

 */

　　想要瞭解有關抽象類的更多信息，請參閱《抽象類》。