黑马程序员——JAVA基础之反射

 

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Java 反射是Java语言的一个很重要的特征，它使得Java具体了“动态性”。

 

 

反射（Reflection）其实就是动态加载一个指定的类，并获取该类中的所有的内容，而且将字节码文件封装成对象，并将字节码文件中的内容都封装成对象，这样便于操作这些成员，简单说

反射技术可以对一个类进行解剖

 

 

反射大大的增强了程序的扩展性

 

 

Java 反射机制主要提供了以下功能：

 

在运行时判断任意一个对象所属的类。

在运行时构造任意一个类的对象。

在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法。

在运行时调用任意一个对象的方法。

 

 

反射的基本步骤：

1、获得Class对象，就是获取到指定的名称的字节码文件对象

2、实例化对象，获得类的属性、方法或构造函数

3、访问属性、调用方法、调用构造函数创建对象

class类：

所有的类文件都有共同属性，所以可以向上抽取，把这些共性内容封装成一个类，这个类就叫Class。Class类中就包含属性有field（字段）、method（方法）、construction（构造函数）。

Class和class区别：

1、class：Java中的类用于描述一类事物的共性，该类事物有什么属性，没有什么属性，至于这个属性的值是什么，则由此类的实例对象确定，不同的实例对象有不同的属性值。

2、Class：指的是Java程序中的各个Java类是属于同一类事物，都是Java程序的类，这些类称为Class。Class是Java程序中各个Java类的总称；它是反射的基石，通过Class类来使用反射。

获取Class对象，有三种方式：

1、通过每个对象都具备的方法getClass来获取，弊端：必须要创建该类对象，才可以调用getClass方法

2、每一个数据类型(基本数据类型和引用数据类型)都有一个静态的属性class，弊端：必须要先明确该类

前两种方式不利于程序的扩展，因为都需要在程序使用具体的类来完成

3、使用的Class类中的方法，静态的forName方法

指定什么类名，就获取什么类字节码文件对象，这种方式的扩展性最强，只要将类名的字符串传入即可

     //根据给定的类名来获得  用于类加载
     String classname ="cn.itcast.reflect.Person";// 来自配置文件
     Class clazz =Class.forName(classname);// 此对象代表Person.class
     //如果拿到了对象，不知道是什么类型   用于获得对象的类型
     Object obj = new Person();
     Class clazz1 =obj.getClass();// 获得对象具体的类型
     //如果是明确地获得某个类的Class对象  主要用于传参
     Class clazz2 = Person.class; 

在JDK中，主要由以下类来实现Java反射机制，这些类都位于java.lang.reflect包中：

Class类：代表一个类。

Field 类：代表类的成员变量（成员变量也称为类的属性）。

Method类：代表类的方法。

Constructor 类：代表类的构造方法。

Array类：提供了动态创建数组，以及访问数组的元素的静态方法。

Class类中常用的方法：

static Class forName(String className)：1、返回与给定字符串名的类或接口的相关联的Class对象。

Class getClass()：返回的是Object运行时的类，即返回Class对象即字节码对象

Constructor getConstructor()：返回Constructor对象，它反映此Class对象所表示的类的指定公共构造方法。

Field getField(String name)：返回一个Field对象，它表示此Class对象所代表的类或接口的指定公共成员字段。

Field[] getFields()：返回包含某些Field对象的数组，表示所代表类中的成员字段。

Method getMethod(String name,Class… parameterTypes)：返回一个Method对象，它表示的是此Class对象所代表的类的指定公共成员方法。

Method[] getMehtods()：返回一个包含某些Method对象的数组，是所代表的的类中的公共成员方法。

String getName()：以String形式返回此Class对象所表示的实体名称。

String getSuperclass()：返回此Class所表示的类的超类的名称

boolean isArray()：判定此Class对象是否表示一个数组

boolean isPrimitive()：判断指定的Class对象是否是一个基本类型。

T newInstance()：创建此Class对象所表示的类的一个新实例。

class Person {
    private String name;
    public int age;
    public Person(){
        System.out.println("Person run");
    }
    public Person(String name,int age){
        this.age = age;
        this.name = name;
    }
    public String toString(){
        return name+":"+age;
    }
}
public class ClassDemo{
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 获取类的全名称字符串
        String className = "cn.itheima.Person";

        // 获取Person类的Class对象
        Class clazz = Class.forName(className);

        // 通过newInstance方法获取类的无参构造函数实例
        Person p = (Person)clazz.newInstance();
    }
}

Constructor类

　　　Constructor代表某个类的一个构造方法。

Constructor构造方法

　　　1、得到这个类的所有构造方法：  Constructor[] cons = Class.forName (“java.lang.String”) . getConstructors ();

　　　2、得到某一个构造方法：  Constructor con = String.class.getConstructor (String.class , int.class);

创建实例对象

通常方式：String str = new String ( new StringBuffer(“abc”));

反射方式：String str = (String) constructor.newInstance ( new StringBuffer (“abc”));

　　　注：

　　　（1）创建实例时newInstance方法中的参数列表必须与获取Constructor的方法getConstructor方法中的参数列表一致。

　　　（2）newInstance()：构造出一个实例对象，每调用一次就构造一个对象。

　　　（3）利用Constructor类来创建类实例的好处是可以指定构造函数，而Class类只能利用无参构造函数创建类实例对象。

class Person {
    private String name;
    public int age;
    public Person(){
        System.out.println("Person run");
    }
    public Person(String name,int age){
        this.age = age;
        this.name = name;
    }
    public String toString(){
        return name+":"+age;
    }
}
//通过Constructor对象来创建类实例方法
public static void ConstructorDemo() throws Exception{
    //获取Person类的Class对象
    String name = "cn.itheima.Person";
    Class clazz = Class.forName (name);
    //Class clazz = Person.class;
    //获取指定构造函数的类实例
    Constructor con = clazz.getConstructor (String.class , int.class);
    Person p = (Person) con.newInstance("lisi",30);
    System.out.println (p.toString());
}

Field类

            Field类代表某个类中一个成员变量

　

Field方法

　　　1、Field getField(String s)：只能获取公有和父类中公有

　　　2、Field getDeclaredField(String s)：获取该类中任意成员变量，包括私有

　　　3、setAccessible(ture)：//如果是私有字段，要先将该私有字段进行取消权限检查的能力。也称暴力访问。

　　　4、set(Object obj, Object value)：将指定对象变量上此Field对象表示的字段设置为指定的新值。

　　　5、Object get(Object obj)：返回指定对象上Field表示的字段的值。

 

class Person {
    private String name;
    public int age;
    public Person(){
        System.out.println("Person run");
    }
    public Person(String name,int age){
        this.age = age;
        this.name = name;
    }
    public String toString(){
        return name+":"+age;
    }
}
//获取Person对象的成员变量
public static void getPersonField() throws Exception{
//如果想要给该变量赋值，必须先要有对象。
    Class clazz = Class.forName("cn.itheima.Person");
    Person p = (Person)clazz.newInstance();
    //获取所有的成员变量
    Field[] fs = clazz.getFields();
    for(Field f:fs){
        System.out.println(f);
    }
    //获取指定的成员变量
    Field fage = clazz.getField("age");
    Field fname = clazz.getDeclaredField("name");
    //显示改变后的值
    fage.set(p, 20);
    System.out.println(fage.get(p));
    //暴力访问私有变量
    fname.setAccessible(true);
    fname.set(p, "zhangsan");
    System.out.println(fname.get(p));
}

Method类

             
Method类代表某个类中成员方法。调用某个对象身上的方法，要先得到方法，再针对某个对象调用。

Method方法

　　　Method[] getMethods()：只获取公共和父类中的方法。

　　　Method[] getDeclaredMethods()：获取本类中包含私有。

　　　Method getMethod("方法名"，参数.class（如果是空参可以写null）);

　　　Object invoke(Object obj ,参数)：调用方法

　　　注：① invoke方法：如果底层是静态的，那么可以忽略指定的obj参数，填充为null。② 如果底层方法所需的“形式参数”为0，则所提供的args数组长度可以为0或null。

获取类中方法

　　　1、通常方式：对象名.函数。如str.charAt(int index);

　　　2、反射方式：

　　　Method MethodCharAt = Class.forName(“java.lang.String”).getMethod(“charAt”,int.class);

　　　3、反射调用底层方法：charAtMethod.invoke(str, int index);

　　　说明：如果传递给Method对象的invoke()方法的第一个参数为null，说明Method对象对应的是一个静态方法

 

 

class Person {
    private String name;
    public int age;
    public Person(){
        System.out.println("Person run");
    }
    public Person(String name,int age){
        this.age = age;
        this.name = name;
    }
    public String toString(){
        return name+":"+age;
    }
}
public static void getPersonMethod() throws Exception{
    //如果想要获取方法，必须先要有对象。
    Class clazz = Class.forName("cn.itheima.Person");
    //获取所有方法
    Method[] methods = clazz.getMethods();//只获取公共的和父类中的。
    //methods = clazz.getDeclaredMethods();//获取本类中所有的方法，包含私有。
    for(Method method : methods){
        System.out.println(method);
    }
    //获取单个方法
    Method me=clazz.getMethod("toString", null);
    Object returnVaule=me.invoke(p, null);
    System.out.println(returnVaule);
}

数组的反射

 

具有相同维数和元素类型的数组属于同一个类型，具有相同的Class实例对象。数组字节码的名字：有[和数组对应类型的缩写，如int[]数组的名称为：[I

基本类型的一维数组可以被当作Object类型使用，不能当作Object[]类型使用；非基本类型的一维数组，既可以当做Object类型使用，又可以当做Object[]类型使用。

如何得到某个数组中的某个元素的类型?

　　　例如：Object[] obj=new Object[]{“ABC”,1};无法得到某个数组的具体类型，只能得到其中某个元素的类型，如：Obj[0].getClass().getName() 得到的是java.lang.String。

Arrays.asList()方法，在处理int[]是String[]时，是不同的。它会将int[]整体作为一个对象元素存入list集合。而会将String[]数组中的每一个字符串元素当做对象存入list集合。

Array工具类（java.lang.reflect.Array）用于完成对数组的反射操作，它提供了动态创建和访问Java数组的方法：如

　　　　 Array.getLength(Object obj);//获取数组的长度

　　　　Array.get(Object obj,int x);//获取数组中的元素

 

import java.lang.reflect.Array;
import java.util.Arrays;
public class ArrayReflect {
    public static void main(String[] args) {
        int [] a1 = new int[]{1,2,3};
        int[][] a2 = new int[2][3];
        String [] a3 = new String[]{"a","b","c"};
        Object obj1 = a1;
        Object obj2 = a3;
        Object obj3 = a4;
        //Array工具类用于完成对数组的反射操作。如打印任意数值
        printObject(a1);
        printObject(a4);
        printObject("abc");
}
    //打印任意数值
    private static void printObject(Object obj) {
        Class clazz = obj.getClass();
        //如果传入的是数组，则遍历
        if(clazz.isArray()){
            int len = Array.getLength(obj);//Array工具类获取数组长度方法
            for(int x = 0;x<len;x++){
                System.out.println(Array.get(obj, x));//Array工具获取数组元素
            }
        }
        else
            System.out.println(obj);
    }
}

 

 

反射的作用——实现框架功能

 

框架：通过反射调用Java类的一种方式。框架如同地产商建造房子，门窗和空调等等内部装修都由用户自己安装。房子就是框架，用户需使用此框架，安好门窗等放入到房地产商提供的框架中。框架和工具类的区别在于工具类被用户类调用，而框架是调用用户提供的类。

框架要解决的核心问题

　　　我们在写框架的时候，调用的类还未出现，那么框架无法知道要被调用的类名，所以在程序中无法直接new某个类的实例对象，而要通过反射来做。

简单框架的创建步骤：

　　　1、创建一个配置文件，在Eclipse的java项目面板中：

　　　“右键”——“New”——选择“File“，file name命名为config.properties，然后写入配置信息。如className=java.util.ArrayList，等号右边是配置键，右边是值。

　　　2、代码实现，加载此文件：

　　　① 将文件读取到读取流中，要写出配置文件的路径(相对路径或绝对路径)。如：InputStream ips = new FileInputStream(“config.properties”);

　　　② 用Properties类的load()方法将流中的数据装载入集合。

　　　③ 关闭流资源：关闭的是读取流，因为流中的数据已经加载进内存。

　　　3、通过getProperty()方法获取className，即配置的值，也就是某个类名。

　　　4、用反射的方式，创建对象newInstance()。

　　　5、执行程序主体功能

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