Java public class 與 class 差異深度解析：編譯規則與執行機制

核心規則對比

錯誤實戰：public class 檔名不符

檔案：Hello.java

public class HelloDemo { // 錯誤：類名 != 檔名
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("HelloWorld!!!");
    }
}

編譯錯誤

Hello.java:1: 錯誤: 類 HelloDemo 是公共的，應在名為 HelloDemo.java 的檔案中聲明
public class HelloDemo {
       ^
1 個錯誤

正確寫法對照

情況 A：public class（單檔單類）

// 檔名：HelloDemo.java
public class HelloDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("HelloWorld!!!");
    }
}
// 編譯：javac HelloDemo.java
// 執行：java HelloDemo

情況 B：class（單檔多類）

// 檔名：Hello.java
class HelloDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("HelloWorld!!!");
    }
}
class A {}
class B {}
// 編譯：javac Hello.java
// 產生：HelloDemo.class、A.class、B.class
// 執行：java HelloDemo （注意：執行類名，非檔名）

深度原理：為什麼有這限制？

1. 編譯器效率： 公開類為進入點，檔名對應可讓編譯器快速定位，無需掃描所有檔案
2. 類載入器契約： ClassLoader.loadClass("HelloDemo") 慣例對應 HelloDemo.class 檔案
3. 封裝邊界： public 代表對外契約，強制一對一管理；包私有類為內部實現細節，允許聚合

最佳實踐建議

1. 公開 API 類： 獨立檔案，public class，檔名同類名
2. 內部輔助類： 同檔案內用 class（包私有）或 private static class（巢狀類）
3. 測試類： 可同檔案多 class，或獨立 public class 放在 test 目錄
4. 避免： 同檔案多 public class（編譯直接報錯）

執行時驗證

# 情況 B 編譯後
ls *.class
# HelloDemo.class  A.class  B.class

# 執行
java HelloDemo
# HelloWorld!!!

# 錯誤嘗試
java Hello
# 錯誤: 找不到或無法載入主類 Hello

關鍵： java 後接的是完整類名（含包名），而非檔名。