Имена. Пакеты

Область видимости имен

Областью видимости объявления некоторого элемента языка называется часть программы, откуда допускается обращение к этому элементу по простому имени.

При рассмотрении каждого элемента языка будет указываться его область видимости, однако имеет смысл собрать эту информацию в одном месте.

Область видимости доступного пакета – вся программа, то есть любой класс может использовать доступный пакет. Однако необходимо помнить, что обращаться к пакету можно только по его полному составному имени. К пакету java.lang ни из какого места нельзя обратиться как к просто lang.

Областью видимости импортированного типа являются все объявления верхнего уровня в этом модуле компиляции.

Областью видимости типа (класса или интерфейса) верхнего уровня является пакет, в котором он объявлен. Из других пакетов доступ возможен либо по составному имени, либо с помощью импортирующего выражения, которое помогает компилятору воссоздать составное имя.

Область видимости элементов классов или интерфейсов – это все тело типа, в котором они объявлены. Если обращение к этим элементам происходит из другого типа, необходимо воспользоваться составным именем. Имя может быть составлено из простого или составного имени типа, имени объектной переменной или ключевых слов super или this, после чего через точку указывается простое имя элемента.

Аргументы метода, конструктора или обработчика ошибок видны только внутри этих конструкций и не могут быть доступны извне.

Область видимости локальных переменных начинается с момента их инициализации и до конца блока, в котором они объявлены. В отличие от полей типов, локальные переменные не имеют значений по умолчанию и должны инициализироваться явно.

int x;
for (int i=0; i<10; i++) {
   int t=5+i;
}
// здесь переменная t уже недоступна,
// так как блок, в котором она была 
// объявлена, уже завершен, а переменная 
// x еще недоступна, так как пока не была 
// инициализирована

Определенные проблемы возникают, когда происходит перекрытие областей видимости и возникает конфликт имен различных конструкций языка.

"Затеняющее" объявление (Shadowing)

Самыми распространенными случаями возникновения конфликта имен является выражение, импортирующее пакет, и объявление локальных переменных, или параметров методов, конструкторов, обработчиков ошибок. Импорт пакета подробно рассматривался в этой главе. Если импортированный и текущий пакеты содержат одноименные типы, то их области пересекаются. Как уже говорилось, предпочтение отдается типу из текущего пакета. Также рассказывалось о том, как эту проблему решать.

Перейдем к проблеме перекрытия имен полей класса и локальных переменных. Пример:

class Human { 
   int age;
   // возраст 
   int getAge() { 
      return age; 
   } 
   void setAge(int age) { 
      age=age; // ??? 
   } 
}

В классе Human (человек) объявлено поле age (возраст). Удобно определить также метод setAge(), который должен устанавливать новое значение возраста для человека. Вполне логично сделать у метода setAge() один входной аргумент, который также будет называться age (ведь в качестве этого аргумента будет передаваться новое значение возраста). Получается, что в реализации метода setAge() нужно написать age=age, в первом случае подразумевая поле класса, во втором - параметр метода. Понятно, что хотя с точки зрения компилятора это корректная конструкция, попытка сослаться на две разные переменные через одно имя успехом не увенчается. Надо заметить, что такие ошибки случаются порой даже у опытных разработчиков.

Во-первых, рассмотрим, из-за чего возникла конфликтная ситуация. Есть два элемента языка – аргумент метода и поле класса, области видимости которых пересеклись. Область видимости поля класса больше, она охватывает все тело класса, в то время как область видимости аргумента метода включает только сам метод. В таком случае внутри области пересечения по простому имени доступен именно аргумент метода, а поле класса "затеняется" (shadowing) объявлением параметра метода.

Остается вопрос, как в такой ситуации все же обратиться к полю класса. Если доступ по простому имени невозможен, надо воспользоваться составным. Здесь удобнее всего применить специальное ключевое слово this (оно будет подробно рассматриваться в следующих главах). Слово this имеет значение ссылки на объект, внутри которого оно применяется. Если вызвать метод setAge() у объекта класса Human и использовать в этом методе слово this, то его значение будет ссылкой на данный объект.

Исправленный вариант примера:

class Human {
   int age;   // возраст

   void setAge(int age) {
      this.age=age;   // верное присвоение!
   }
}

Конфликт имен, возникающий из-за затеняющего объявления, довольно легко исправить с помощью ключевого слова this или других конструкций языка, в зависимости от обстоятельств. Наибольшей проблемой является то, что компилятор никак не сообщает о таких ситуациях, и самое сложное – выявить ее с помощью тестирования или контрольного просмотра кода.

"Заслоняющее" объявление (Obscuring)

Может возникнуть ситуация, когда простое имя может быть одновременно рассмотрено как имя переменной, типа или пакета.

Приведем пример, который частично иллюстрирует такой случай:

import java.awt.*;

public class Obscuring {
   static Point Test = new Point(3,2);
   public static void main (String s[]) {
      print(Test.x);
   }
}
class Test {
   static int x = -5;
}

В методе main() простое имя Test одновременно обозначает имя поля класса Obscuring и имя другого типа, находящегося в том же пакете,– Test. С помощью этого имени происходит обращение к полю x, которое определено и в классе java.awt.Point и Test.

Результатом этого примера станет 3, то есть переменная имеет более высокий приоритет. В свою очередь, тип имеет более высокий приоритет, чем пакет. Таким образом, обращение к доступному в обычных условиях типу или пакету может оказаться невозможным, если есть объявление одноименной переменной или типа, имеющее более высокий приоритет. Такое объявление называется "заслоняющим" (obscuring).

Эта проблема скорее всего не возникнет, если следовать соглашениям по именованию элементов языка Java.