目录
♫反射
♪什么是反射
♪与反射相关的类
♪什么是Class类
♪获取Class类
♪class类的常用方法
♪反射的使用
♪反射私有方法
♪反射的优缺点
♫枚举
♪什么是枚举
♪枚举的常用方法
♪枚举的构造方法
♫枚举与反射
♫反射
♪什么是反射
Java反射是Java语言的一个特性,它允许程序在运行时动态获取类的信息和调用类的方法。
Java 程序中许多对象在运行时会出现两种类型: 运行时类型 和编译时类型(如: Person p = new Student();这句代码中 p 在编译时类型为 Person ,运行时类型为 Student), 程序需要在运行时发现对象和类的真实信息,而通过使用反射程序就能判断出该对象和类属于哪些类。♪与反射相关的类
类名 描述 Class 类 代表类的实体,在运行的 Java 应用程序中表示类和接口 Field 类 代表类的成员变量 / 类的属性 Method 类 代表类的方法Constructor类 代表类的构造方法♪什么是Class类
class类表示类的实体,是反射机制的起源。Java文件被编译后,生成了.class文件,JVM此时就要去解读.class文件 ,被编译后的Java文件.class也被JVM解析为一个对象( java.lang.Class )。这样当程序在运行时,每个java文件就最终变成了Class类对象的一个实例。我们通过Java的反射机制应用到这个实例,就可以去获得甚至去添加改变这个类的属性和动作,使得这个类成为一个动态的类。
♪获取Class类
要使用反射首先得获取Class对象,获取Class对象可以通过类名、对象或者Class类的静态方法获取该类的Class对象:
定义一个Student类,用于后面的反射操作:
class Student{ //私有属性name private String name = "李四"; //公有属性age public int age = 18; //不带参数的构造方法 public Student(){ System.out.println("Student()"); } //带参数的构造方法 private Student(String name,int age) { this.name = name; this.age = age; System.out.println("Student(String,name)"); } private void eat(){ System.out.println("i am eating"); } public void sleep(){ System.out.println("i am sleeping"); } //私有方法 private void function(String str) { System.out.println(str); } @Override public String toString() { return "Student{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + '}'; }
♩通过类名获取:
Student student1 = new Student(); Class<?> c1 = student1.getClass();
♩通过对象获取:
Class<?> c2 = Student.class;//说明任何一个类都有一个隐含的静态成员变量 class
♩通过Class类的静态方法获取(常用):
Class<?> c3 = null; try { c3 = Class.forName("Student");//这里放的是全路径,如果有包需要加包的路径 } catch (ClassNotFoundException e) { throw new RuntimeException(e); }
注:一个类在 JVM 中只会有一个 Class 实例,即上面获取的c1,c2,c3均为一个对象。
♪class类的常用方法
方法 描述 getClassLoader() 获得类的加载器 getDeclaredClasses() 返回一个数组,数组中包含该类中所有类和接口类的对象 ( 包括私有的 ) forName(String className) 根据类名返回类的对象 newInstance() 创建类的实例 getName() 获得类的完整路径名字 getField(String name) 获得某个公有的属性对象 getFields() 获得所有公有的属性对象 getDeclaredField(String name) 获得某个属性对象 getDeclaredFields() 获得所有属性对象 getAnnotation(Class annotation) 返回该类中与参数类型匹配的公有注解对象 getAnnotations() 返回该类所有的公有注解对象 getDeclaredAnnotation(Class annotation) 返回该类中与参数类型匹配的所有注解对象 getDeclaredAnnotations() 返回该类所有的注解对象 getConstructor(Class...<?> parameterTypes) 获得该类中与参数类型匹配的公有构造方法 getConstructors() 获得该类的所有公有构造方法 getDeclaredConstructor(Class...<?> parameterTypes) 获得该类中与参数类型匹配的构造方法 getDeclaredConstructors() 获得该类所有构造方法 getMethod(String name, Class...<?> parameterTypes) 获得该类某个公有的方法 getMethods() 获得该类所有公有的方法 getDeclaredMethod(String name, Class...<?> parameterTypes) 获得该类某个方法 getDeclaredMethods() 获得该类所有方法♪反射的使用
♩反射对象:
public class Demo1 { public static void main(String[] args) { Class<?> c1 = null; try { c1 = Class.forName("Student"); } catch (ClassNotFoundException e) { throw new RuntimeException(e); } try { Student student = (Student)c1.newInstance(); System.out.println(student); } catch (InstantiationException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (IllegalAccessException e) { throw new RuntimeException(e); } } }
运行结果:
♩反射私有的构造方法:
import java.lang.reflect.Constructor; import java.lang.reflect.InvocationTargetException; public class Demo1 { public static void main(String[] args) { Class<?> c1 = null; try { c1 = Class.forName("Student"); } catch (ClassNotFoundException e) { throw new RuntimeException(e); } try { //注意传入对应的参数(类型.class) Constructor<?> constructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class); //设置为true后可修改访问权限 constructor.setAccessible(true); //通过反射获取的构造方法创建对象 Student student = (Student)constructor.newInstance("张三", 3); System.out.println(student); } catch (NoSuchMethodException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (InvocationTargetException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (InstantiationException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (IllegalAccessException e) { throw new RuntimeException(e); } } }
运行结果:
♩反射私有属性
import java.lang.reflect.Field; public class Demo1 { public static void main(String[] args) { Class<?> c1 = null; try { c1 = Class.forName("Student"); } catch (ClassNotFoundException e) { throw new RuntimeException(e); } try { //注意参数为要属性名 Field field = c1.getDeclaredField("name"); field.setAccessible(true); //可以修改该属性的值 Student student = (Student) c1.newInstance(); field.set(student,"张三"); System.out.println(student); } catch (NoSuchFieldException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (InstantiationException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (IllegalAccessException e) { throw new RuntimeException(e); } } }
运行结果:
♪反射私有方法
public class Demo1 { public static void main(String[] args) { Class<?> c1 = null; try { c1 = Class.forName("Student"); } catch (ClassNotFoundException e) { throw new RuntimeException(e); } try { Method method = c1.getDeclaredMethod("function", String.class); method.setAccessible(true); Student student = (Student)c1.newInstance(); //给私有方法传递一个参数 method.invoke(student, "这是一个参数"); } catch (NoSuchMethodException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (InstantiationException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (IllegalAccessException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (InvocationTargetException e) { throw new RuntimeException(e); } } }
运行结果:
♪反射的优缺点
反射的优点:
- 在程序运行时可以动态获取和使用类的信息,增强了程序的灵活性。
- 可以在运行时对类的成员变量、方法等进行修改,实现对类的动态修改和扩展。
- 可以对一些没有接口的类进行操作和调用,提高了代码的可读性和可维护性。
- 可以通过反射实现一些通用的框架和工具,降低了代码的重复性。
- 可以通过反射实现一些高级操作,如序列化和反序列化等。
反射的缺点:
- 反射的性能比直接调用方法和访问属性的性能要差,因为它需要进行额外的操作和逻辑判断。
- 反射破坏了面向对象编程的封装性,对类的内部进行了不可控的操作,可能导致代码的不稳定性和安全性问题。
- 反射过多地依赖于类的内部实现,对于没有完全公开的类信息,无法进行反射操作。
- 反射会增加代码的复杂度,需要谨慎使用,以免导致代码可读性和可维护性的下降。
♫枚举
♪什么是枚举
枚举是一种特殊的数据类型,可以用来代替常量来表示固定的值集合,Java中的枚举类型是通过关键字“enum”来定义的:
public enum EnumTest { RED,BLACK,GREEN,WHITE; }
注:枚举是java.lang.Enum的子类,它默认继承了这个类。♪枚举的常用方法
方法 描述 values() 以数组形式返回枚举类型的所有成员 ordinal() 获取枚举成员的索引位置 valueOf() 将普通字符串转换为枚举实例 compareTo() 比较两个枚举成员在定义时的顺序public enum EnumTest { RED("张三", 3),BLACK,GREEN,WHITE; private String name; private int age; private EnumTest() { } private EnumTest(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public static void main(String[] args) { EnumTest[] enumTests = EnumTest.values(); for (int i = 0; i < enumTests.length; i++) { System.out.println(enumTests[i] + " ori:" + enumTests[i].ordinal()); } EnumTest enumTest = EnumTest.valueOf("WHITE"); System.out.println(enumTest); System.out.println(RED.compareTo(GREEN)); } }
运行结果:
♪枚举的构造方法
枚举的构造方法默认是私有的,当枚举对象有参数时,需要提供相应的构造函数:
public enum EnumTest { RED("张三", 3),BLACK,GREEN,WHITE; private String name; private int age; private EnumTest() { } private EnumTest(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } }
♫枚举与反射
我们知道任何一个类,哪怕其构造方法是私有的,我们也可以通过反射拿到他的实例对象,那么枚举的构造方法也是私有的,我们是否可以拿到呢?
当我们用反射的方法获取构造方法:
import java.lang.reflect.Constructor; import java.lang.reflect.InvocationTargetException; public enum EnumTest { RED,BLACK,GREEN,WHITE; private EnumTest() { } public static void main(String[] args) { Class<?> c1 = null; try { c1 = Class.forName("EnumTest"); } catch (ClassNotFoundException e) { throw new RuntimeException(e); } try { Constructor<?> constructor = c1.getDeclaredConstructor(); constructor.setAccessible(true); EnumTest enumTest = (EnumTest) constructor.newInstance(); System.out.println(enumTest); } catch (NoSuchMethodException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (InvocationTargetException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (InstantiationException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (IllegalAccessException e) { throw new RuntimeException(e); } } }
运行结果会出现异常:
为什么会出现没有对应的构造方法的异常呢?这是因为为了实现枚举类型的安全性和可维护,Java枚举类型的构造方法还有两个隐藏参数(第一个隐藏参数表示枚举类型的名称,它是一个字符串类型的常量,由编译器自动生成;第二个隐藏参数是一个整型类型的常量,它表示枚举类型实例在枚举类型中的顺序,从0开始),但当我们加上这两个参数后:
import java.lang.reflect.Constructor; import java.lang.reflect.InvocationTargetException; public enum EnumTest { RED,BLACK,GREEN,WHITE; private EnumTest() { } public static void main(String[] args) { Class<?> c1 = null; try { c1 = Class.forName("EnumTest"); } catch (ClassNotFoundException e) { throw new RuntimeException(e); } try { Constructor<?> constructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class); constructor.setAccessible(true); EnumTest enumTest = (EnumTest) constructor.newInstance("x",2); System.out.println(enumTest); } catch (NoSuchMethodException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (InvocationTargetException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (InstantiationException e) { throw new RuntimeException(e); } catch (IllegalAccessException e) { throw new RuntimeException(e); } } }
程序依然报错:
这里的Constructor.newInstance()报错是因为在这个方法的源码中,枚举被过滤了,所以我们 不能通过反射获取枚举类的实例 。