数据结构：反射

news2024/12/25 12:47:58

基本概念

反射中的四个类

Class类

Java文件在被编译之后，生成了.class文件，JVM此时解读.class文件，将其解析为java.lang.Class

对象，在程序运行时每个java文件就最终变成了Class类对象的一个实例。通过反射机制应用这个

实例就可以获得甚至添加这个类的属性和动作。

方法

获得类相关方法

方法	用途
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()	获得类的完整路径的名字

获得类属性的方法

方法	用途
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

获得类中构造器相关的方法

方法	用途
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

获得类中方法相关的方法

方法	用途
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

加了Declared就可以获得不只是公有的对象，还能获得私有的等等

获取Class对象的三种方式

1.使用Class.forName("类的全路径名")

2.使用.class方法

3.使用类对象的getClass()方法

class Student {
    //私有属性name
    private String name = "bit";
    //公有属性age
    public int age = 18;
    //不带参数的构造方法
    public Student(){
        System.out.println("Student()");
    }

    private Student(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        System.out.println("Student(String,name)");
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}
public class Test {

    /*
    Class对象 只有一个
     */
    public static void main(String[] args) {
        Class<?> c1 = null;
        try {
            c1 = Class.forName("demo1.Student");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        Class<?> c2 = Student.class;

        Student student = new Student();
        Class<?> c3 = student.getClass();

        System.out.println(c1 == c2);
        System.out.println(c1 == c3);
    }
}

反射的使用

接下来我们开始使用反射，我们依旧反射上面的Student类，把反射的逻辑写到另外的类当中进行理解

创建对象

public class ReflectClassDemo {
    public static void reflectNewInstance() {
        Class<?> classStudent = null;
        try {
            classStudent = Class.forName("demo1.Student");
            Student student = (Student)classStudent.newInstance();
            System.out.println(student);
        }catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            throw new RuntimeException(e);
            //newInstance 是受查异常，要加多这一行进行排查
        } catch (IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

反射私有的构造方法，并根据构造方法修改类的私有变量

    public static void reflectPrivateConstructor() {
        Class<?> classStudent = null;
        try {
            classStudent = Class.forName("demo1.Student");
            //获得构造方法
            Constructor<?> constructor = classStudent.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
            //根据Student类的构造方法来修改name和age变量
            Student student = (Student)constructor.newInstance("xiaoming",15);
            System.out.println(student);
        }catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            throw new RuntimeException(e);
            //newInstance 是受查异常，要加多这两行进行排查
        } catch (InvocationTargetException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (InstantiationException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

Constructor<?> constructor = classStudent.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);

在这一行中我们要访问Student私有的成员变量，但是程序不知道我们要这么干就直接阻拦报错，所以我们需要写下面这行代码告诉系统我们确实要这么干。

constructor.setAccessible(true);

反射私有属性（不用构造方法直接修改私有属性的值）

    public static void reflectPrivateField() {
        Class<?> classStudent = null;
        try {
            classStudent = Class.forName("demo1.Student");
            Field field = classStudent.getDeclaredField("name");
            field.setAccessible(true);
            Student student = (Student)classStudent.newInstance();

            field.set(student,"caocao");

            System.out.println(student);


        }catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (InstantiationException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

    }

反射私有方法

    public static void reflectPrivateMethod() {
        Class<?> classStudent = null;
        try {
            classStudent = Class.forName("demo1.Student");
            Method method = classStudent.getDeclaredMethod("function",String.class);
            method.setAccessible(true);
            Student student = (Student)classStudent.newInstance();
            method.invoke(student,"我是一个反射的参数！");
        }catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } 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);
        }

总结

优点：

1. 对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法 2. 增加程序的灵活性和扩展性，降低耦合性，提高自适应能力

3. 反射已经运用在了很多流行框架如： Struts、 Hibernate、Spring 等等。

缺点：

1. 使用反射会有效率问题。会导致程序效率降低。具体参考这里：大家都说 Java 反射效率低，你知道原因在哪里么_慕课手记 2. 反射技术绕过了源代码的技术，因而会带来维护问题。反射代码比相应的直接代码更复杂。