Java反射

反射的概念

Java反射是Java被視為動態（或準動態）語言的一個關鍵性質。這個機制允許程序在運行時透過Reflection APIs取得任何一個已知名稱的class的內部信息，包括其modifiers（諸如public, static 等）、superclass（例如Object）、實現之interfaces（例如Cloneable），也包括fields和methods的所有信息，并可于運行時改變fields內容或喚起methods。
Java反射機制容許程序在運行時加載、探知、使用編譯期間完全未知的classes。
換言之，Java可以加載一個運行時才得知名稱的class，獲得其完整結構。

Class類的使用

在面向對象的世界里，萬事萬物皆對象

那么類是對象嗎？是誰的對象呢？
在java語言中, 除了靜態成員和普通數據類型類不是對象.類是對象，類是java.lang.Class類的實例對象。

任何一個類都是Class類的實例對象，類也是對象，這個對象我們稱為該類的類類型。這個實例對象有三種表達方式：

  • 任何一個類都有一個隱含的靜態成員變量class,通過 類名.class可以獲取這個類的類類型；
  • 已經知道該類的對象通過getClass方法獲取
  • Class.forName("類的完整名稱") ，類的完整名稱為路徑+類名
    作用：
    Class 類的實例表示正在運行的 Java 應用程序中的類和接口。
    示例代碼：
public class ClassDemo1 {
public static void main(String[] args) {
      //Foo的實例對象如何表示
       Foo foo1 = new Foo();//foo1就表示出來了.
       //Foo這個類 也是一個實例對象，Class類的實例對象,如何表示呢
       //任何一個類都是Class的實例對象，這個實例對象有三種表示方式
        //【第一種】表示方式--->實際在告訴我們任何一個類都有一個隱含的靜態成員變量class
       Class c1 = Foo.class;
        //【第二種】表達方式  已經知道該類的對象通過getClass方法
        Class c2 = foo1.getClass();
        //【第三種】表達方式
        Class c3 = null;
        try {
            c3 = Class.forName("com.imooc.reflect.Foo");        
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }       
        /*官網 c1 ,c2，c3 表示了Foo類的類類型(class type)
         * 萬事萬物皆對象，
         * 類也是對象，是Class類的實例對象
         * 這個對象我們稱為該類的類類型
         * 
         */
        //不管c1  or c2都代表了Foo類的類類型，一個類只可能是Class類的一個實例對象
        System.out.println(c1 == c2);
        System.out.println(c2==c3);     
        //我們完全可以通過類的類類型創建該類的對象實例---->通過c1 or c2 or c3創建Foo的實例對象
        try {
            Foo foo = (Foo)c1.newInstance();//需要有無參數的構造方法
            foo.print();
        } catch (InstantiationException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }       
    }
}
class Foo{  
    void print(){
        System.out.println("foo");  
}
}

動態加載類

假如我們在項目代碼中涉及到多個類，使用new新建對象，new創建對象是靜態加載類，在編譯時刻就需要加載所有的可能使用到的類，一旦有一個類的加載出了問題那么整個程序就沒辦法成功編譯運行，這時可以通過動態加載類來解決該問題！！！
通過動態加載，與接口的靈活集合，可以提高項目的擴展性而不用再一個勒種加載完所有涉及到的類，而是就加載需要使用的類。

假如我現在需要一個work對象實現工作的功能,里面需要用到許多相關的功能類比如：Word,Excel,ppt但是相關類不一定都存在。
已存在：Word,Excel類，沒有PPT這樣我們可以吧需要擴展的功能類都實現同一個接口Office，然后再work類里邊借助office接口實現需要的類的動態加載，而不必因為沒有PPT類而不能執行

相關代碼：

//接口
public interface Office {
void show();
}

//已實現的功能類、
public class Word implements Office {
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("我是word,恭喜實驗成功");
        }
}

public class Excel implements Office{
    @Override
    public void show() {
    System.out.println("我是Excel,恭喜實驗成功");       
    }
}

//work類
import java.util.Scanner;
import com.imooc.reflect.*;
public class Work{
    private  String name;
public Work(String name1) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException {   
    this.name=name1;
//動態調用類，記得加包名
    Class c=Class.forName("com.imooc.reflect."+name);
    Office o=(Office) c.newInstance();
    if(name.equals("Word"))
    {
        Word word=(Word) o;
        o.show();
    }else if(name.equals("Excel")){
         Excel excel=(Excel)o;
         o.show();
    }else {
            System.out.println("沒有該類");
    }   
}
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException {
        Scanner scanner=new Scanner(System.in);
        System.out.println("請輸入office軟件名稱");
        String s=scanner.next();
        Work work=new Work(s);
    }
}

基本的數據類型 void關鍵字 都存在類類型

        Class c1 = int.class;//int 的類類型
        Class c2 = String.class;//String類的類類型   String類字節碼（自己發明的)
        Class c3 = double.class;
        Class c4 = Double.class;
        Class c5 = void.class;
        
        
        System.out.println(c1.getName());
        System.out.println(c2.getName());
        System.out.println(c2.getSimpleName());//不包含包名的類的名稱
        System.out.println(c5.getName());

獲取類的信息

一、獲取Class類的信息

  • 1、class.getName()可以獲取類的名稱
  • 2、class.getSimpleName();//不包含包名的類的名稱
  • 3、class.getMethods()獲取類的【public方法】集合，【包括繼承來的】
  • 4、class.getDeclaredMethods()獲取的是所有該類【自己聲明】的方法，【無限訪問權限】

二、獲取Method類

  • 1、Method.getName()得到方法的名稱
  • 2、Method.getReturnType()得到該方法的返回值類型的類類型（class），如int.class String.class
  • 3、Method.getParameterTypes()獲得參數列表類型的類類型數組class【】，如參數為(int,int)則得到(int.class ,int class)

作用：
通過反射機制得到某個類的某個方法，然后調用對應于這個類的某個實例的該方法


示例代碼：

/**
     * 打印類的信息，包括類的成員函數、成員變量(只獲取成員函數)
     * @param obj 該對象所屬類的信息
     */
    public static void printClassMethodMessage(Object obj){
        //要獲取類的信息  首先要獲取類的類類型
        Class c = obj.getClass();//傳遞的是哪個子類的對象  c就是該子類的類類型
        //獲取類的名稱
        System.out.println("類的名稱是:"+c.getName());
        /*
         * Method類，方法對象
         * 一個成員方法就是一個Method對象
         * getMethods()方法獲取的是所有的public的函數，包括父類繼承而來的
         * getDeclaredMethods()獲取的是所有該類自己聲明的方法，不問訪問權限
         */
        Method[] ms = c.getMethods();//c.getDeclaredMethods()
        for(int i = 0; i < ms.length;i++){
            //得到方法的返回值類型的類類型
            Class returnType = ms[i].getReturnType();
            System.out.print(returnType.getName()+" ");
            //得到方法的名稱
            System.out.print(ms[i].getName()+"(");
            //獲取參數類型--->得到的是參數列表的類型的類類型
            Class[] paramTypes = ms[i].getParameterTypes();
            for (Class class1 : paramTypes) {
                System.out.print(class1.getName()+",");
            }
            System.out.println(")");
        }
    }

獲取Class.field的信息

  • 成員變量也是對象

  • java.lang.reflect.Field
    Field類封裝了關于成員變量的操作
    作用：
    可以通過反射機制得到某個類的某個屬性，然后改變對應于這個類的某個實例的該屬性值。


示例代碼：

 /**
     * 獲取成員變量的信息
     * @param obj
     */
    public static void printFieldMessage(Object obj) {
        Class c = obj.getClass();
        /*
         * 成員變量也是對象
         * java.lang.reflect.Field
         * Field類封裝了關于成員變量的操作
         * getFields()方法獲取的是所有的public的成員變量的信息
         * getDeclaredFields獲取的是該類自己聲明的成員變量的信息
         */
        //Field[] fs = c.getFields();
        Field[] fs = c.getDeclaredFields();
        for (Field field : fs) {
            //得到成員變量的類型的類類型
            Class fieldType = field.getType();
            String typeName = fieldType.getName();
            //得到成員變量的名稱
            String fieldName = field.getName();
            System.out.println(typeName+" "+fieldName);
        }
    }

獲取類的constructor的相關信息

構造函數也是對象
java.lang. Constructor中封裝了構造函數的信息
etConstructors獲取所有的public的構造函數
getDeclaredConstructors得到所有的構造函數
作用：
可以通過反射機制得到某個類的構造器，然后調用該構造器創建該類的一個實例


示例代碼：

/**
     * 打印對象的構造函數的信息
     * @param obj
     */
    public static void printConMessage(Object obj){
        Class c = obj.getClass();
        /*
         * 構造函數也是對象
         * java.lang. Constructor中封裝了構造函數的信息
         * getConstructors獲取所有的public的構造函數
         * getDeclaredConstructors得到所有的構造函數
         */
        //Constructor[] cs = c.getConstructors();
        Constructor[] cs = c.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor constructor : cs) {
            System.out.print(constructor.getName()+"(");
            //獲取構造函數的參數列表--->得到的是參數列表的類類型
            Class[] paramTypes = constructor.getParameterTypes();
            for (Class class1 : paramTypes) {
                System.out.print(class1.getName()+",");
            }
            System.out.println(")");
        }
    }

其他相關方法請閱讀API文檔

方法的反射

1）如何獲取某個方法
方法的名稱和方法的參數列表才能唯一決定某個方法
2）方法反射的操作method。invoke（對象，參數列表）

代碼示例：
package com.imooc.reflect;

import java.lang.reflect.Method;

public class MethodDemo1 {
public static void main(String[] args) {
//要獲取print(int ,int )方法 1.要獲取一個方法就是獲取類的信息，獲取類的信息首先要獲取類的類類型
A a1 = new A();
Class c = a1.getClass();
/*
* 2.獲取方法 名稱和參數列表來決定
* getMethod獲取的是public的方法
* getDelcaredMethod自己聲明的方法
*/
try {
//Method m = c.getMethod("print", new Class[]{int.class,int.class});
Method m = c.getMethod("print", int.class,int.class);

        //方法的反射操作  
        //a1.print(10, 20);方法的反射操作是用m對象來進行方法調用 和a1.print調用的效果完全相同
        //方法如果沒有返回值返回null,有返回值返回具體的返回值
        //Object o = m.invoke(a1,new Object[]{10,20});
        Object o = m.invoke(a1, 10,20);
        System.out.println("==================");
        //獲取方法print(String,String)
         Method m1 = c.getMethod("print",String.class,String.class);
         //用方法進行反射操作
         //a1.print("hello", "WORLD");
         o = m1.invoke(a1, "hello","WORLD");
         System.out.println("===================");
       //  Method m2 = c.getMethod("print", new Class[]{});
            Method m2 = c.getMethod("print");
           // m2.invoke(a1, new Object[]{});
            m2.invoke(a1);
    } catch (Exception e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
    } 
 
}

}
class A{
public void print(){
System.out.println("helloworld");
}
public void print(int a,int b){
System.out.println(a+b);
}
public void print(String a,String b){
System.out.println(a.toUpperCase()+","+b.toLowerCase());
}
}

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