Java学习——day22(Java反射基础入门)

news2025/4/17 14:18:27

文章目录

1.反射的定义
2. 认识反射的关键API
- 2.1 Class
- 2.2 Field
- 2.3 Method
- 2.4 Constructor
3. 示例代码讲解与分析
4. 编写反射示例代码的步骤
- 4.1 定义测试类
- 4.2 编写主程序，使用反射获取信息
- 4.3 通过反射创建对象并调用方法
5. 总结
6.今日生词

Java反射笔记

1.反射的定义

反射是什么？
Java反射是一种在运行时动态获取类的结构信息并操作对象的机制。通过反射，你可以：
- 获取类信息：在程序运行时动态加载类，检查类的属性、方法和构造函数。
- 动态操作：可以动态调用对象的方法、修改对象的属性（即使是私有成员），甚至创建新的对象实例。
应用场景：
- 框架开发（如Spring、Hibernate）常常利用反射实现依赖注入、动态代理和数据绑定。
- 插件化开发：根据配置动态加载类，实现模块化扩展。

2. 认识反射的关键API

2.1 Class

作用：代表一个类或接口的运行时类型信息。
获取方式：
- 使用实例的 getClass() 方法：Object obj = new Person(); Class<?> cls = obj.getClass();
- 使用静态方法 Class.forName("完整类名")：Class<?> cls = Class.forName("com.example.Person");
常用方法：
- getName()：获取类的全限定名。
- getDeclaredFields()：获取所有声明的字段（包括私有字段）。
- getDeclaredMethods()：获取所有声明的方法。
- getConstructors() 和 getDeclaredConstructors()：获取公共构造函数或所有构造函数。

2.2 Field

作用：代表类的成员变量（字段）。
常用方法：
- getName()：返回字段名称。
- get(Object obj)：获取指定对象上此字段的值。
- set(Object obj, Object value)：修改指定对象上此字段的值。
- setAccessible(true)：当字段是私有时，允许通过反射访问或修改其值。
注意事项：使用 setAccessible(true) 时要注意安全性和封装性，最好在必要时才使用。

2.3 Method

作用：代表类中的方法。
常用方法：
getName()：获取方法名称。
invoke(Object obj, Object... args)：在指定对象上调用此方法，传递必要的参数。
getParameterTypes()：获取方法参数类型数组。
使用场景：动态调用对象方法，或在运行时根据方法名称决定调用哪个方法。

2.4 Constructor

作用：代表类的构造函数。
常用方法：
- newInstance(Object... initargs)：利用构造函数创建新实例，传入必要参数。
- getParameterTypes()：获取构造函数的参数类型。
使用场景：动态创建对象实例，尤其是在编写通用工厂模式或插件式架构时非常有用。

3. 示例代码讲解与分析

下面是一段简单的示例代码，展示如何使用反射获取一个类的结构信息。假设我们有一个简单的 Person 类。
示例代码

// 定义一个简单的Person类
public class Person {
    private String name;
    private int age;

    // 构造函数
    public Person() {
        this.name = "Default";
        this.age = 0;
    }

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    // 方法：打印信息
    public void sayHello() {
        System.out.println("Hello, my name is " + name);
    }
}

反射获取类信息的示例

import java.lang.reflect.*;

public class ReflectionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 1. 获取Person类的Class对象
            Class<?> personClass = Class.forName("Person");

            // 2. 获取类的名称
            System.out.println("类名称：" + personClass.getName());

            // 3. 获取所有构造函数
            Constructor<?>[] constructors = personClass.getDeclaredConstructors();
            System.out.println("构造函数：");
            for (Constructor<?> constructor : constructors) {
                System.out.println("  " + constructor);
            }

            // 4. 获取所有字段（包括私有字段）
            Field[] fields = personClass.getDeclaredFields();
            System.out.println("字段：");
            for (Field field : fields) {
                System.out.println("  " + field.getName());
            }

            // 5. 获取所有方法
            Method[] methods = personClass.getDeclaredMethods();
            System.out.println("方法：");
            for (Method method : methods) {
                System.out.println("  " + method.getName());
            }

        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

分析

Class.forName(“Person”)：动态加载 Person 类，通过其完全限定名获得 Class 对象。
获取构造函数：调用 getDeclaredConstructors() 返回该类所有构造函数，并输出构造函数的签名。
获取字段：调用 getDeclaredFields()，即使字段为私有也能获取到。通过 field.getName() 输出每个字段的名称。
获取方法：调用 getDeclaredMethods() 得到类中所有声明的方法，输出方法名称以便了解类提供了哪些操作。

4. 编写反射示例代码的步骤

4.1 定义测试类

创建一个名为 Person 的类，包含如下内容：

字段：name（String）、age（int）。
构造函数：无参构造函数和带参构造函数。
方法：例如 sayHello() 用于输出欢迎信息。

4.2 编写主程序，使用反射获取信息

1.加载类：使用 Class.forName("Person") 获取 Class 对象。
2.获取构造函数：使用 getDeclaredConstructors() 获取所有构造函数。
3.获取字段：使用 getDeclaredFields() 获取所有字段，必要时调用 setAccessible(true) 访问私有字段。
4.获取方法：使用getDeclaredMethods()获取所有方法。

4.3 通过反射创建对象并调用方法

实例化对象：使用获取到的构造函数（如带参构造函数）调用 newInstance() 创建 Person 对象。
修改字段：如果需要，可以通过反射修改私有字段的值。例如，调用 field.setAccessible(true) 后，再使用 field.set(personInstance, "新的名字")。
调用方法：使用 Method.invoke(object, args...) 来调用 sayHello() 方法，并观察控制台输出。

示例代码扩展：创建对象并调用方法


import java.lang.reflect.*;

public class ReflectionDemoExtended {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 1. 加载Person类的Class对象
            Class<?> personClass = Class.forName("Person");

            // 2. 获取带参构造函数，并创建对象
            Constructor<?> constructor = personClass.getConstructor(String.class, int.class);
            Object personInstance = constructor.newInstance("Alice", 25);

            // 3. 修改私有字段（假设需要修改name）
            Field nameField = personClass.getDeclaredField("name");
            nameField.setAccessible(true); // 允许访问私有字段
            nameField.set(personInstance, "Bob");

            // 4. 调用sayHello方法
            Method sayHelloMethod = personClass.getDeclaredMethod("sayHello");
            sayHelloMethod.invoke(personInstance);

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

代码说明

创建对象：通过 getConstructor(String.class, int.class) ``获取带参构造函数，然后调用 newInstance(“Alice”, 25) `创建对象。
修改字段：通过 getDeclaredField("name") 获取 name 字段，设置为可访问后，用 set() 方法修改对象的 name 值为 “Bob”。
调用方法：获取 sayHello 方法，并调用 invoke() 执行该方法，观察输出验证修改后的值。