Java中反射的學(xué)習(xí)筆記分享

更新時(shí)間：2022年11月07日 11:34:01 作者：Zeuss

反射是Java編程語(yǔ)言中的一個(gè)特性。它允許執(zhí)行的Java程序檢查或?操作?自身，并操作程序的內(nèi)部屬性。本文將通過(guò)幾個(gè)示例帶大家詳細(xì)了解一下Java中反射的使用，需要的可以參考一下

簡(jiǎn)介

反射是Java編程語(yǔ)言中的一個(gè)特性。它允許執(zhí)行的Java程序檢查或操作自身，并操作程序的內(nèi)部屬性。例如，Java類可以獲取其所有成員的名稱并顯示它們。

從程序內(nèi)部檢查和操作Java類的能力聽(tīng)起來(lái)可能不太顯示，但是在其他編程語(yǔ)言中，這個(gè)特性根本不存在。例如，在C或C ++ 程序中無(wú)法獲取有關(guān)該程序中定義的函數(shù)的信息。

反射的一個(gè)具體用途是在JavaBeans中，軟件組件可以通過(guò)一個(gè)構(gòu)建工具進(jìn)行可視化操作。該工具使用反射來(lái)獲取Java組件 (類) 動(dòng)態(tài)加載時(shí)的屬性。

一個(gè)簡(jiǎn)單的例子

要了解反射是如何工作的，請(qǐng)考慮以下簡(jiǎn)單示例:

import java.lang.reflect.*;

 
   public class DumpMethods {
      public static void main(String args[])
      {
         try {
            Class c = Class.forName(args[0]);
            Method m[] = c.getDeclaredMethods();
            for (int i = 0; i < m.length; i++)
            System.out.println(m[i].toString());
         }
         catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
         }
      }
   }

對(duì)于以下項(xiàng)的調(diào)用:

java DumpMethods java.util.Stack

輸出為:

public java.lang.Object java.util.Stack.push(

    java.lang.Object)
   public synchronized 
     java.lang.Object java.util.Stack.pop()
   public synchronized
      java.lang.Object java.util.Stack.peek()
   public boolean java.util.Stack.empty()
   public synchronized 
     int java.util.Stack.search(java.lang.Object)

也就是說(shuō)，類的方法名稱java.util.Stack列出了它們及其完全限定的參數(shù)和返回類型。

此程序使用加載指定的類 class.forName, 然后調(diào)用 getDeclaredMethods 方法檢索類中定義的方法列表. java.lang.reflect.Method是表示單個(gè)類方法的類。

設(shè)置使用反射

反射類，例如Method,在java.lang.反射中找到。使用這些類必須遵循三個(gè)步驟。第一步是獲得一個(gè)java.lang.Class要操作的類的對(duì)象。java.lang.Class用于表示正在運(yùn)行的Java程序中的類和接口。

獲取類對(duì)象的一種方法是:

Class c = Class.forName("java.lang.String");

上述代碼獲取的類對(duì)象 String.

另一種方法是使用:

Class c = int.class;

或者

Class c = Integer.TYPE;

獲取基本類型的類信息。后一種方法訪問(wèn)預(yù)定義TYPE 包裝類型 (例如Integer) 為基本類型。

第二步是調(diào)用方法，例如getDeclaredMethods,以獲取該類聲明的所有方法的列表。

一旦掌握了這些信息，那么第三步就是使用反射API來(lái)操作這些信息。例如:

Class c = Class.forName("java.lang.String"); 
Method m[] = c.getDeclaredMethods(); 
System.out.println(m[0].toString());

在下面的示例中，將三個(gè)步驟結(jié)合在一起，以呈現(xiàn)如何使用反射處理特定應(yīng)用的獨(dú)立插圖。

模擬instanceof運(yùn)算

一旦掌握了類信息，下一步通常是詢問(wèn)有關(guān)類對(duì)象的基本問(wèn)題。

例如，Class.isInstance方法可以用來(lái)模擬instanceof 運(yùn)算:

class A {}

   public class instance1 {
      public static void main(String args[])
      {
         try {
            Class cls = Class.forName("A");
            boolean b1 
              = cls.isInstance(new Integer(37));
            System.out.println(b1);
            boolean b2 = cls.isInstance(new A());
            System.out.println(b2);
         }
         catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
         }
      }
   }

在此示例中，類對(duì)象A被創(chuàng)建，然后我們檢查類實(shí)例對(duì)象，以查看它們是否是A。Integer(37)不是，但是new A()是。

了解類的方法

反射最有價(jià)值和最基本的用途之一是找出類中定義了哪些方法。為此，可以使用以下代碼:

import java.lang.reflect.*;

   public class method1 {
      private int f1(
       Object p, int x) throws NullPointerException
      {
         if (p == null)
            throw new NullPointerException();
         return x;
      }
        
      public static void main(String args[])
      {
         try {
           Class cls = Class.forName("method1");
        
            Method methlist[] 
              = cls.getDeclaredMethods();
            for (int i = 0; i < methlist.length;
               i++) {  
               Method m = methlist[i];
               System.out.println("name 
                 = " + m.getName());
               System.out.println("decl class = " +
                              m.getDeclaringClass());
               Class pvec[] = m.getParameterTypes();
               for (int j = 0; j < pvec.length; j++)
                  System.out.println("
                   param #" + j + " " + pvec[j]);
               Class evec[] = m.getExceptionTypes();
               for (int j = 0; j < evec.length; j++)
                  System.out.println("exc #" + j 
                    + " " + evec[j]);
               System.out.println("return type = " +
                                  m.getReturnType());
               System.out.println("-----");
            }
         }
         catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
         }
      }
   }

程序首先獲取method1的類描述，然后調(diào)用getDeclaredMethods（一個(gè)用于獲取類中定義的每個(gè)方法的函數(shù)）檢索Method 對(duì)象列表。這些方法包括public、protect、package和priva。如果你在程序中使用getMethods 而不是getDeclaredMethods,還可以獲取繼承方法的信息。

程序的輸出為:

name = f1
   decl class = class method1
   param #0 class java.lang.Object
   param #1 int
   exc #0 class java.lang.NullPointerException
   return type = int
   -----
   name = main
   decl class = class method1
   param #0 class [Ljava.lang.String;
   return type = void
   -----

獲取有關(guān)構(gòu)造函數(shù)的信息

使用類似的方法來(lái)找出類的構(gòu)造函數(shù)。例如:

import java.lang.reflect.*;
        
   public class constructor1 {
      public constructor1()
      {
      }
        
      protected constructor1(int i, double d)
      {
      }
        
      public static void main(String args[])
      {
         try {
           Class cls = Class.forName("constructor1");
        
           Constructor ctorlist[]
               = cls.getDeclaredConstructors();
         for (int i = 0; i < ctorlist.length; i++) {
               Constructor ct = ctorlist[i];
               System.out.println("name 
                 = " + ct.getName());
               System.out.println("decl class = " +
                            ct.getDeclaringClass());
               Class pvec[] = ct.getParameterTypes();
               for (int j = 0; j < pvec.length; j++)
                  System.out.println("param #" 
                     + j + " " + pvec[j]);
               Class evec[] = ct.getExceptionTypes();
               for (int j = 0; j < evec.length; j++)
                  System.out.println(
                    "exc #" + j + " " + evec[j]);
               System.out.println("-----");
            }
          }
          catch (Throwable e) {
             System.err.println(e);
          }
      }
   }

在此示例中沒(méi)有檢索到返回類型信息，因?yàn)闃?gòu)造函數(shù)實(shí)際上沒(méi)有真正的返回類型。

運(yùn)行此程序時(shí)，輸出為:

name = constructor1
   decl class = class constructor1
   -----
   name = constructor1
   decl class = class constructor1
   param #0 int
   param #1 double
   -----

查找類字段

還可以找出類中定義了哪些數(shù)據(jù)字段。為此，可以使用以下代碼:

import java.lang.reflect.*;
        
   public class field1 {
      private double d;
      public static final int i = 37;
      String s = "testing";
        
      public static void main(String args[])
      {
         try {
            Class cls = Class.forName("field1");
        
            Field fieldlist[] 
              = cls.getDeclaredFields();
            for (int i 
              = 0; i < fieldlist.length; i++) {
               Field fld = fieldlist[i];
               System.out.println("name
                  = " + fld.getName());
               System.out.println("decl class = " +
                           fld.getDeclaringClass());
               System.out.println("type
                  = " + fld.getType());
               int mod = fld.getModifiers();
               System.out.println("modifiers = " +
                          Modifier.toString(mod));
               System.out.println("-----");
            }
          }
          catch (Throwable e) {
             System.err.println(e);
          }
       }
   }

此示例與前面的示例相似。一個(gè)新功能是使用Modifier。這是一個(gè)反射類，表示在字段成員上找到的修飾符，例如private int。修飾符本身由整數(shù)表示，并且Modifier.toString用于返回默認(rèn)聲明順序中的字符串表示形式 (例如final之前的static)。程序的輸出為:

name = d
   decl class = class field1
   type = double
   modifiers = private
   -----
   name = i
   decl class = class field1
   type = int
   modifiers = public static final
   -----
   name = s
   decl class = class field1
   type = class java.lang.String
   modifiers =
   -----

與方法一樣，可以僅獲取有關(guān)類中聲明的字段的信息 (getDeclaredFields)，或獲取有關(guān)超類中定義的字段的信息 (getFields)。

按名稱調(diào)用方法

到目前為止，已經(jīng)提出的例子都與獲取class有關(guān)。但是也可以以其他方式使用反射，例如調(diào)用指定名稱的方法。

要了解其工作原理，請(qǐng)考慮以下示例:

import java.lang.reflect.*;
        
   public class method2 {
      public int add(int a, int b)
      {
         return a + b;
      }
        
      public static void main(String args[])
      {
         try {
           Class cls = Class.forName("method2");
           Class partypes[] = new Class[2];
            partypes[0] = Integer.TYPE;
            partypes[1] = Integer.TYPE;
            Method meth = cls.getMethod(
              "add", partypes);
            method2 methobj = new method2();
            Object arglist[] = new Object[2];
            arglist[0] = new Integer(37);
            arglist[1] = new Integer(47);
            Object retobj 
              = meth.invoke(methobj, arglist);
            Integer retval = (Integer)retobj;
            System.out.println(retval.intValue());
         }
         catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
         }
      }
   }

假設(shè)一個(gè)程序想要調(diào)用add方法，但直到執(zhí)行時(shí)才知道。也就是說(shuō)，在執(zhí)行期間指定方法的名稱 (例如，這可以由JavaBeans開(kāi)發(fā)環(huán)境完成)。上面的程序展示了一種方法。

getMethod用于在類中查找具有兩個(gè)integer參數(shù)類型并具有適當(dāng)名稱的方法。一旦找到此方法并將其捕獲到Method 對(duì)象，它是在適當(dāng)類型的對(duì)象實(shí)例上調(diào)用的。要調(diào)用方法，必須構(gòu)造一個(gè)參數(shù)列表，基本整數(shù)值為37和47Integer 對(duì)象。返回值 (84) 也被包含在Integer 對(duì)象。

創(chuàng)建新對(duì)象

構(gòu)造函數(shù)不等同于方法調(diào)用，因?yàn)檎{(diào)用構(gòu)造函數(shù)等同于創(chuàng)建新對(duì)象 (最準(zhǔn)確地說(shuō)，創(chuàng)建新對(duì)象涉及內(nèi)存分配和對(duì)象構(gòu)造)。所以最接近前面例子的是:

import java.lang.reflect.*;
        
   public class constructor2 {
      public constructor2()
      {
      }
        
      public constructor2(int a, int b)
      {
         System.out.println(
           "a = " + a + " b = " + b);
      }
        
      public static void main(String args[])
      {
         try {
           Class cls = Class.forName("constructor2");
           Class partypes[] = new Class[2];
            partypes[0] = Integer.TYPE;
            partypes[1] = Integer.TYPE;
            Constructor ct 
              = cls.getConstructor(partypes);
            Object arglist[] = new Object[2];
            arglist[0] = new Integer(37);
            arglist[1] = new Integer(47);
            Object retobj = ct.newInstance(arglist);
         }
         catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
         }
      }
   }

它查找處理指定參數(shù)類型并調(diào)用它的構(gòu)造函數(shù)，以創(chuàng)建對(duì)象的新實(shí)例。這種方法的價(jià)值在于它純粹是動(dòng)態(tài)的，在執(zhí)行時(shí)而不是在編譯時(shí)使用構(gòu)造函數(shù)查找和調(diào)用。

更改字段的值

反射的另一個(gè)用途是改變對(duì)象中數(shù)據(jù)字段的值。它的值再次從反射的動(dòng)態(tài)性質(zhì)中導(dǎo)出，其中可以在執(zhí)行程序中按名稱查找字段，然后更改其值。以下示例說(shuō)明了這一點(diǎn):

import java.lang.reflect.*;
        
   public class field2 {
      public double d;
        
      public static void main(String args[])
      {
         try {
            Class cls = Class.forName("field2");
            Field fld = cls.getField("d");
            field2 f2obj = new field2();
            System.out.println("d = " + f2obj.d);
            fld.setDouble(f2obj, 12.34);
            System.out.println("d = " + f2obj.d);
         }
         catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
         }
      }
   }

在此示例中，d字段的值設(shè)置為12.34。

使用數(shù)組

反射的一個(gè)用途是創(chuàng)建和操作數(shù)組。Java語(yǔ)言中的數(shù)組是類的一種特殊類型，并且可以將數(shù)組引用分配給Object。

要查看數(shù)組的工作方式，請(qǐng)考慮以下示例:

import java.lang.reflect.*;
        
   public class array1 {
      public static void main(String args[])
      {
         try {
            Class cls = Class.forName(
              "java.lang.String");
            Object arr = Array.newInstance(cls, 10);
            Array.set(arr, 5, "this is a test");
            String s = (String)Array.get(arr, 5);
            System.out.println(s);
         }
         catch (Throwable e) {
            System.err.println(e);
         }
      }
   }

此示例創(chuàng)建一個(gè)10長(zhǎng)的字符串?dāng)?shù)組，然后將數(shù)組中的位置5設(shè)置為字符串值。將檢索并顯示該值。

以下代碼說(shuō)明了對(duì)數(shù)組的更復(fù)雜的操作:

import java.lang.reflect.*;
        
   public class array2 {
      public static void main(String args[])
      {
         int dims[] = new int[]{5, 10, 15};
         Object arr 
           = Array.newInstance(Integer.TYPE, dims);
        
         Object arrobj = Array.get(arr, 3);
         Class cls = 
           arrobj.getClass().getComponentType();
         System.out.println(cls);
         arrobj = Array.get(arrobj, 5);
         Array.setInt(arrobj, 10, 37);
        
         int arrcast[][][] = (int[][][])arr;
         System.out.println(arrcast[3][5][10]);
      }
   }

此示例創(chuàng)建一個(gè)5x10x15的int數(shù)組，然后繼續(xù)將數(shù)組中的位置 [3][5][10] 設(shè)置為值37。請(qǐng)注意，多維數(shù)組實(shí)際上是數(shù)組數(shù)組，因此，例如，在第一個(gè)array.get之后，arrobj中的結(jié)果是10x15數(shù)組。再次將其剝離以獲得15長(zhǎng)的數(shù)組，并使用Array.setInt。

請(qǐng)注意，創(chuàng)建的數(shù)組類型是動(dòng)態(tài)的，不必在編譯時(shí)知道。