聊聊Java中的反射（一）

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　　反射reflection主要为了动态操作Java代码，它的主要功能体现在Java提供的reflection library中，在《Java核心技术》中总结反射作用：1、在运行中对类的结构进行动态分析；2、在运行中查看对象；3、实现通用的数组操作；4、利用Method对象。下面分几个章节，结合书中的代码，来仔细看看这四个作用是如何实现的（第一部分是理解反射机制的关键）。

一、类的动态分析

　　在Java代码运行时，会为每个对象维护一个类型标识，通过Java中提供的Class类可以访问这些信息。我们知道，在Java中Object类是所有类的父类，Object类中提供了一个getClass()方法，可以返回一个Class类的实例。当你用任意一个类对象来调用这个getClass方法时，返回的Class实例对象就可以标识出类对象的属性。例如：

//根据对象获取类名
Date d = new Date();
Class dateClass = d.getClass();
String dateName = dateClass.getName();
//根据类名获取Class对象，并根据这个Class对象创建类名下的实例对象
try{
　　Class cl = Class.forName(dateName);
　　Object xx = cl.newInstance();
} cathc(ClassNotFoundException e){
　　e.printStackTrace();
}

　　Date是java.util常用的日期类，这里定义了一个Date对象d，通过d.getClass()方法获取Class类的实例，该实例包含了Date类的属性，例如类名称、类构造函数、类方法、类变量常量等等信息，通过Class类的getName()方法就可以获取类名，上面String打印出来我们可以看到结果是java.util.Date，是的，返回的类名中还包括了包名。还可以调用Class中的静态方法forName()获得类名对应的Class对象，并根据这个Class对象为类名对应的类创建实例，注意这里会抛出一个异常。

　　上面听起来有点绕，打个比方，这个Class类有点像盖房子的设计图，设计图中包含了房子的所有细节信息，我们可以根据房子获取到设计图，从而获得房子的尺寸、房型等等信息，也可以根据设计图再盖一栋一样的房子。

　　除了通过getClass和getName方法获取Class对象外，还可以通过类名.class的方法生成Class对象。例如

Class c1 = Date.class;
Class c2 = int.class;
Class c3 = Double[].class;

　　注意，在上面的代码中，Class对象实现代表一个类型，不一定是一个类，例如int。我们可以通过==运算实现两个Class对象的比较操作，例如date.getClass()==Date.class。

　　知道上面这些内容，我们基本就可以利用反射来分析类的能力了，一个类主要就是三个部分：域（Field，包括常量、变量等）、方法（Method）、构造函数（Constructor构造器），要分析一个类主要就是查看类的三部分构成。我们用reflect库中的三个类：Filed、Method、Constructor来描述类的能力，书中提供了一个打印类全部信息的方法，我会和大家一起仔细阅读这份代码：ReflectionTest.java

public class ReflectionTest{
   public static void main(String[] args){
      // 通过main函数参数列表或者用户输入来读取类名，保存为name
      String name;
      if (args.length > 0) name = args[0];
      else{
         Scanner in = new Scanner(System.in);
         System.out.println("Enter class name (e.g. java.util.Date): ");
         name = in.next();
      }
      try{
         // 打印出类名及其父类名（包括包名）
         Class cl = Class.forName(name);//通过forName()方法获取Class对象
         Class supercl = cl.getSuperclass();//通过getSuperclass()获取父类Class对象
         String modifiers = Modifier.toString(cl.getModifiers());//反射库中的Modifier类，可以获取类或者Field、Method、Constructor的
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//public、private、static、final等修饰符描述
         if (modifiers.length() > 0) System.out.print(modifiers + " ");
         System.out.print("class " + name);
         if (supercl != null && supercl != Object.class) System.out.print(" extends "
               + supercl.getName());
         System.out.print("\n{\n");
         printConstructors(cl);//打印类的构造器
         System.out.println();
         printMethods(cl);//打印类中的方法
         System.out.println();
         printFields(cl);//打印类中的常量、变量等域信息
         System.out.println("}");
      }catch (ClassNotFoundException e){//如果没有找到你所输入的类，则返回一个异常
         e.printStackTrace();
      }
      System.exit(0);
   }

   /**
    * 打印类的构造器
    * @param 参数为Class对象
    */
   public static void printConstructors(Class cl){
      Constructor[] constructors = cl.getDeclaredConstructors();//定义了一个Constructor[]数组保存类的构造器
      for (Constructor c : constructors){
         String name = c.getName();//获取构造器名称
         System.out.print("   ");
         String modifiers = Modifier.toString(c.getModifiers());//获取构造器的修饰符
         if (modifiers.length() > 0) System.out.print(modifiers + " ");
         System.out.print(name + "(");
         Class[] paramTypes = c.getParameterTypes();//获取参数的列表
         for (int j = 0; j < paramTypes.length; j++){
            if (j > 0) System.out.print(", ");
            System.out.print(paramTypes[j].getName());
         }
         System.out.println(");");
      }
   }

   /**
    * 打印类中的所有方法，对比构造器，多了一个返回值类型
    * @param 参数为Class对象
    */
   public static void printMethods(Class cl){
      Method[] methods = cl.getDeclaredMethods();//定义一个Method[]数组保存类中的方法
      for (Method m : methods){
         Class retType = m.getReturnType();//获取Method的返回值类型
         String name = m.getName();//获取Method名
         System.out.print("   ");
         String modifiers = Modifier.toString(m.getModifiers());//获取Method的修饰符
         if (modifiers.length() > 0) System.out.print(modifiers + " ");
         System.out.print(retType.getName() + " " + name + "(");
         // print parameter types
         Class[] paramTypes = m.getParameterTypes();//获取Method参数列表
         for (int j = 0; j < paramTypes.length; j++){
            if (j > 0) System.out.print(", ");
            System.out.print(paramTypes[j].getName());
         }
         System.out.println(");");
      }
   }

   /**
    * 打印类中的所有域
    * @param 参数为Class对象
    */
   public static void printFields(Class cl){
      Field[] fields = cl.getDeclaredFields();//定义一个Field[]数组保存类的所有域
      for (Field f : fields){
         Class type = f.getType();//获取域的类型
         String name = f.getName();
         System.out.print("   ");
         String modifiers = Modifier.toString(f.getModifiers());//获取域的修饰符
         if (modifiers.length() > 0) System.out.print(modifiers + " ");
         System.out.println(type.getName() + " " + name + ";");
      }
   }
}

　　我们可以输入任意的类名，如java.util.Date或者你自己定义的某个类，获取该类的能力分析，注意名称不要输入错误，否则将打印一个异常信息。

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//二、利用反射分析对象

//　　在编写代码时要想查看对象的域名和类型是一件很容易的事情，但是利用反射机制我们可以在编译时查看还不清楚的对象域。查看对象域的关键方法是Field类中的get方法，

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