Java | 頂層類（Top-Level Class）

前言

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本文內容根據 Java 官方教程中的《課程：類和物件》編寫而成。

本文提供的是 JDK 14 的示例程式碼。

 

定義

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頂層類（Top-Level Class），是 Java 中對類的一種定義方式。在 .java 檔案中，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程式碼塊。下面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!

 */

 

概述

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宣告頂層類

在前面的示例中，已經看到了如何定義一個頂層類。這就是一個頂層類的宣告。頂層類可以宣告為 public，如前面示例中的 MyClass 類，也可以宣告為包私有的，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，那麼這個類就宣告為包私有的（Package-Private），即它是類的預設宣告。包私有的類可在其所在的包內共享，但不能跨包共享。

不允許將頂層類宣告為 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（即不對外共享），那就無法建立這個類的例項，等同於沒有定義這個類。

此外，不允許將頂層類宣告為 static，因為頂層類在本質上是非靜態的，只有在建立其例項時，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”的錯誤訊息。

並列多個頂層類

在 .java 檔案中，允許多個頂層類並列存在，但只能有一個與其檔名同名的、宣告為 public 的頂層類。這個與檔名同名的頂層類可以宣告為包私有的，但在這個檔案中的其他頂層類只能宣告為包私有的。

/**
 * 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 檔案同名的頂層類。");
        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 檔案中的另一個頂層類。";
    }
}
/* 輸出結果：
TopLevelClass：這是與 TopLevelClass.java 檔案同名的頂層類。
AnotherClass：這是在 TopLevelClass.java 檔案中的另一個頂層類。

 */

在上述示例中，若將 AnotherClass 類宣告為 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 的檔案中宣告”的錯誤訊息。

宣告抽象類

可以使用 abstract 關鍵字，將頂層類宣告為抽象類，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。

 */

想要了解有關抽象類的更多資訊，請參閱《抽象類》。