Java | 顶层类 Top-Level Class

前言

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本文内容根据 Java 官方教程中的《课程：类和对象》编写而成。

本文提供的是 JDK 14 的示例代码。

定义

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顶层类（Top-Level Class），是 Java 中对类的一种定义方式。在 .java 文件中，处于最外层的类就称为顶层类，在其外部不存在将其包围起来的任何代码块。下面的示例就是一个典型的顶层类：

/**
 * 定义一个公共的顶层类。
 */
public class MyClass {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello World!");
    }
}
/* 输出结果：
Hello World!

 */

概述

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顶层类可声明为 public，如前面示例中的 MyClass 类，也可声明为包私有的，如下：

/**
 * 定义一个包私有的顶层类。
 */
class PackagePrivateClass {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("PackagePrivateClass：这是一个包私有的顶层类。");
    }
}
/* 输出结果：
PackagePrivateClass：这是一个包私有的顶层类。

 */

• 提示：在定义一个类时，如果在 class 关键字前不加 public、private 或 protected 关键字，那么这个类就声明为包私有的（Package-Private），即它是类的默认声明。包私有的类可在其所在的包内共享，但不能跨包共享。

不允许将顶层类声明为 private 或 protected，因为顶层类在本质上不属于私密类。如果将一个顶层类用 private 或 protected 关键字隐藏起来（即不对外共享），那就无法创建这个类的实例，等同于没有定义这个类。

此外，不允许将顶层类声明为 static，因为顶层类在本质上是非静态的，只有在创建其实例时，才会将其加载到内存中。否则，Java 编译器将会生成一条类似于“此处不允许使用修饰符 static”的错误消息。

并列多个顶层类

在 .java 文件中，允许多个顶层类并列存在，但只能有一个与其文件名同名的、声明为 public 的顶层类。这个与文件名同名的顶层类可声明为包私有的，但在这个文件中的其他顶层类只能声明为包私有的。

/**
 * 定义一个顶层类。
 */
public class TopLevelClass {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("TopLevelClass：这是与 TopLevelClass.java 文件同名的顶层类。");
        System.out.println(new AnotherClass().toString());
    }
}

/**
 * 定义另一个顶层类。
 */
class AnotherClass {
    public AnotherClass() {
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "AnotherClass：这是在 TopLevelClass.java 文件中的另一个顶层类。";
    }
}
/* 输出结果：
TopLevelClass：这是与 TopLevelClass.java 文件同名的顶层类。
AnotherClass：这是在 TopLevelClass.java 文件中的另一个顶层类。

 */

在上述示例中，若将 AnotherClass 类声明为 public，则 Java 编译器将会生成一条类似于“类 AnotherClass 是公共的，应在名为 AnotherClass.java 的文件中声明”的错误消息。

声明抽象类

可使用 abstract 关键字，将顶层类声明为抽象类，如下：

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

/**
 * 定义一个抽象类。
 */
abstract class AbstractClass {
    private final String name;

    // 定义抽象类的构造方法。
    public AbstractClass() {
        name = "AbstractClass：这是一个抽象类。";
    }

    // 定义一个非抽象方法。
    public String getName() {
        return name;
    }

    // 定义一个抽象方法。
    public abstract void printName();
}

/**
 * 定义一个子类。
 */
class Subclass extends AbstractClass {
    private final String name;

    // 定义子类的构造方法。
    public Subclass() {
        super();
        name = "Subclass：这是一个抽象类的子类。";
    }

    // 实现父类的抽象方法。
    @Override
    public void printName() {
        System.out.println(super.getName());
        System.out.println(name);
    }
}
/* 输出结果：
AbstractClass：这是一个抽象类。
Subclass：这是一个抽象类的子类。

 */

想要了解有关抽象类的更多信息，请参阅《抽象类》。