java学习笔记09--反射机制

2022-11-03 08:58:24

java学习笔记09--反射机制

什么是反射：

反射是java语言的一个特性，它允许程序在运行时来进行自我检查并且对内部的成员进行操作。例如它允许一个java的类获取他所有的成员变量和方法并且显示出来。
java的反射机制的实现要借助4个类：Class,Constructor,Field,Method 其中Class代表的是类对象，Constructor  类的构造器对象，Field  类的属性对象，Method

类的方法对象。通过这四个对象我们可以粗略的看到一个类的各个组成部分。

在正常情况下，必须知道一个类的完整路径之后才可以实例化对象，但是在java中也允许通过一个对象来找到其所在的类的信息，那么这实际上就是Class类的功能。

  1. package com.itmyhome;
  2. class A{
  3. }
  4. public class T {
  5. public static void main(String[] args) {
  6. // TODO Auto-generated method stub
  7. A a = new A();
  8. System.out.println(a.getClass().getName());  //com.itmyhome.A
  9. }
  10. }

Object类的支持

在Object类中定义了以下的方法，此方法将被所有子类继承：

public  final  Class getClass()

以上的方法返回值的类型是一个"Class"类，实际上此类是java反射的源头，实际上所谓反射从程序的运行结果来看也很好理解，即:可以通过对象反射求出类的名称。

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Class类

Class本身表示一个类的本身，通过Class可以完整的得到一个类中的完整结构，包括此类中的方法定义，属性定义等。

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实例化Class类对象

有三种方法实例化Class对象：

第一种：通过forName()方法

第二种：类.class

第三种：对象.getClass()

  1. package com.itmyhome;
  2. class A{
  3. }
  4. public class T {
  5. public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
  6. // TODO Auto-generated method stub
  7. Class<?> c1 = Class.forName("com.itmyhome.A");
  8. Class<?> c2 = A.class;
  9. Class<?> c3 = new A().getClass();
  10. System.out.println(c1.getName());
  11. System.out.println(c2.getName());
  12. System.out.println(c3.getName());
  13. }
  14. }

Class主要是反射的源头，不光可以取得对象所在类的信息，也可以直接通过Class类的方法进行对象的实例化操作正常情况下，使用关键字new为对象实例化，如果现在已经实例化好了Class对象，则就可以通过Class类中提供的

java学习笔记09--反射机制

实例化对象

  1. package com.itmyhome;
  2. class Person {
  3. private String name;
  4. private int age;
  5. public String getName() {
  6. return name;
  7. }
  8. public void setName(String name) {
  9. this.name = name;
  10. }
  11. public int getAge() {
  12. return age;
  13. }
  14. public void setAge(int age) {
  15. this.age = age;
  16. }
  17. public String toString() {
  18. // TODO Auto-generated method stub
  19. return "name: " + name + ",age: " + age;
  20. }
  21. }
  22. public class T {
  23. public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
  24. Class<?> c = Class.forName("com.itmyhome.Person");
  25. Person person = null;
  26. try {
  27. person = (Person) c.newInstance();  //实例化对象
  28. } catch (InstantiationException e) {
  29. e.printStackTrace();
  30. } catch (IllegalAccessException e) {
  31. e.printStackTrace();
  32. }
  33. person.setName("itmyhome");
  34. person.setAge(23);
  35. System.out.println(person);
  36. }
  37. }

通过以上的代码，可以发现，即使不使用关键字new对象也可以进行实例化操作，反射的作用。

但是，在使用以上操作的时候有一点必须注意，在操作中类中必须存在无参构造方法，否则无法实例化

报以下异常

  1. java.lang.InstantiationException: com.itmyhome.Person
  2. at java.lang.Class.newInstance0(Class.java:340)
  3. at java.lang.Class.newInstance(Class.java:308)
  4. at com.itmyhome.T.main(T.java:35)
  5. Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
  6. at com.itmyhome.T.main(T.java:41)

对于以上的程序也并非没有解决的方法，也是可以通过其他的方式进行实例化操作的，只是在操作的时候需要明确的调用类中的构造方法，并将参数传递进去之后才可以进行实例化操作，操作步骤如下：

1、通过Class类中的getConstructors()取得本类中的全部构造方法。

2、向构造方法中传递一个对象数组进去，里面包含了构造方法中所需的各个参数。

3、之后通过Constructor实例化对象。

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  1. package com.itmyhome;
  2. import java.lang.reflect.Constructor;
  3. class Person {
  4. private String name;
  5. private int age;
  6. public Person(String name,int age){
  7. this.name = name;
  8. this.age = age;
  9. }
  10. public String getName() {
  11. return name;
  12. }
  13. public void setName(String name) {
  14. this.name = name;
  15. }
  16. public int getAge() {
  17. return age;
  18. }
  19. public void setAge(int age) {
  20. this.age = age;
  21. }
  22. public String toString() {
  23. // TODO Auto-generated method stub
  24. return "name: " + name + ",age: " + age;
  25. }
  26. }
  27. public class T {
  28. public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException{
  29. Class<?> c = Class.forName("com.itmyhome.Person");
  30. Constructor<?> cons[] = c.getConstructors();
  31. Person person = null;
  32. try {
  33. person = (Person) cons[0].newInstance("itmyhome",23);  //实例化对象
  34. } catch (Exception e) {
  35. e.printStackTrace();
  36. }
  37. person.setName("itmyhome");
  38. person.setAge(23);
  39. System.out.println(person);
  40. }
  41. }

反射机制的深入----取得类的结构

在实际开发中，以上的程序就是反射应用最多的地方，当然，反射机制所提供的功能远不止如此，还可以通过反射得到一个类的完整结构，那么这就要使用到java.lang.reflect包中的以下几个类：

Constructor：表示类中的构造方法

Field：表示类中的属性

Method：表示类中的方法

这三个类都是AccessibleObject类中的子类

  1. package com.itmyhome;
  2. interface IPerson{
  3. public static final String NAME = "itmyhome";
  4. public String toSay();
  5. public String toEat(String name,int age);
  6. }
  7. class Person implements IPerson{
  8. private String name;
  9. private int age;
  10. public Person(){    //无参构造
  11. }
  12. public Person(String name,int age){
  13. this.name = name;
  14. this.age = age;
  15. }
  16. @Override
  17. public String toSay() {
  18. return "hello!";
  19. }
  20. @Override
  21. public String toEat(String name, int age) {
  22. return "name: "+name+",age: "+age;
  23. }
  24. public String getName() {
  25. return name;
  26. }
  27. public void setName(String name) {
  28. this.name = name;
  29. }
  30. public int getAge() {
  31. return age;
  32. }
  33. public void setAge(int age) {
  34. this.age = age;
  35. }
  36. }

取得类所实现的全部接口

要想取得一个类所实现的全部接口，则必须使用Class类中的getInterfaces()方法，此方法定义如下：

  1. public Class[] getInterfaces()

此方法返回一个Class类的对象数组，之后就可以直接利用Class类中的getName()方法输出即可。

因为一个类可以同时实现多个接口，所以在此处就以一个数组的形式返回实现的全部接口。

  1. public class T {
  2. public static void main(String[] args) throws Exception{
  3. Class<?> cl = Class.forName("com.itmyhome.Person");  //实例化对象
  4. Class<?> c[] = cl.getInterfaces();   //以数组形式返回实现的全部接口
  5. for (int i = 0; i < c.length; i++) {
  6. System.out.println(c[i].getName());   //输出接口名称
  7. }
  8. }
  9. }

取得类所继承的父类

一个类可以实现多个接口，但是只能继承一个父类，所以如果要想取得一个类的父类，可以直接使用Class类中的getSuperClass()方法。此方法定义如下：

  1. public Class<? super T> getSuperClass()

此方法返回的是Class实例，和之前的得到接口一样，可以通过getName()方法取得名次。

一个类只继承一个父类，如果一个类中没有明确的指明继承哪个类，则肯定继承的是Object类。

  1. public class T {
  2. public static void main(String[] args) throws Exception{
  3. Class<?> cl = Class.forName("com.itmyhome.Person");  //实例化对象
  4. Class<?> c = cl.getSuperclass();   //取得继承父类
  5. System.out.println(c.getName());
  6. }
  7. }

取得类中的全部构造方法

  1. public class T {
  2. public static void main(String[] args) throws Exception{
  3. Class<?> cl = Class.forName("com.itmyhome.Person");  //实例化对象
  4. Constructor<?> c[] = cl.getConstructors();
  5. for (int i = 0; i < c.length; i++) {
  6. System.out.println(c[i]);
  7. }
  8. }
  9. }

取得类中的方法

要想取得一个类中的全部方法，可以使用Class类中的getDeclaredMethods()方法，此方法返回一个Method类的对象数组，而如果要想进一步取得方法的具体信息，例如：方法的参数，抛出的异常等等，则就必须依靠Method类

public  Method[]  getDeclaredMethods()      输出本类中的全部方法

public  Method[]  getMethods()  输出全部的方法

  1. public class T {
  2. public static void main(String[] args) throws Exception{
  3. Class<?> cl = Class.forName("com.itmyhome.Person");  //实例化对象
  4. Method m1[] = cl.getMethods();
  5. for (int i = 0; i < m1.length; i++) {
  6. System.out.println(m1[i]);
  7. }
  8. System.out.println("*************");
  9. Method m2[] = cl.getDeclaredMethods();
  10. for (int i = 0; i < m2.length; i++) {
  11. System.out.println(m2[i]);
  12. }
  13. }
  14. }

取得类中的属性

public  Field[]  getFields()    得到实现的接口和父类中的公共属性

public  Field[]  getDeclaredFields()  得到本类中的全部属性

以上方法返回的都是Field的数组，每一个Field对象就表示类中的一个属性

  1. public class T {
  2. public static void main(String[] args) throws Exception{
  3. Class<?> cl = Class.forName("com.itmyhome.Person");  //实例化对象
  4. Field f1[] = cl.getFields();
  5. for (int i = 0; i < f1.length; i++) {
  6. System.out.println(f1[i]);
  7. }
  8. System.out.println("*********");
  9. Field f2[] = cl.getDeclaredFields();   //本类中的属性
  10. for (int i = 0; i < f2.length; i++) {
  11. System.out.println(f2[i]);
  12. }
  13. }
  14. }
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