Java中反射的学习笔记分享
作者:Zeuss
简介
反射是Java编程语言中的一个特性。它允许执行的Java程序检查或 操作 自身,并操作程序的内部属性。例如,Java类可以获取其所有成员的名称并显示它们。
从程序内部检查和操作Java类的能力听起来可能不太显示,但是在其他编程语言中,这个特性根本不存在。例如,在C或C ++ 程序中无法获取有关该程序中定义的函数的信息。
反射的一个具体用途是在JavaBeans中,软件组件可以通过一个构建工具进行可视化操作。该工具使用反射来获取Java组件 (类) 动态加载时的属性。
一个简单的例子
要了解反射是如何工作的,请考虑以下简单示例:
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); } } }
对于以下项的调用:
java DumpMethods java.util.Stack
输出为:
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)
也就是说,类的方法名称java.util.Stack
列出了它们及其完全限定的参数和返回类型。
此程序使用加载指定的类 class.forName
, 然后调用 getDeclaredMethods
方法检索类中定义的方法列表. java.lang.reflect.Method
是表示单个类方法的类。
设置使用反射
反射类,例如Method
,在java.lang.反射中找到。使用这些类必须遵循三个步骤。第一步是获得一个java.lang.Class
要操作的类的对象。java.lang.Class
用于表示正在运行的Java程序中的类和接口。
获取类对象的一种方法是:
Class c = Class.forName("java.lang.String");
上述代码获取的类对象 String
.
另一种方法是使用:
Class c = int.class;
或者
Class c = Integer.TYPE;
获取基本类型的类信息。后一种方法访问预定义TYPE
包装类型 (例如Integer
) 为基本类型。
第二步是调用方法,例如getDeclaredMethods
,以获取该类声明的所有方法的列表。
一旦掌握了这些信息,那么第三步就是使用反射API来操作这些信息。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,将三个步骤结合在一起,以呈现如何使用反射处理特定应用的独立插图。
模拟instanceof运算
一旦掌握了类信息,下一步通常是询问有关类对象的基本问题。
例如,Class.isInstance
方法可以用来模拟instanceof
运算:
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,类对象A
被创建,然后我们检查类实例对象,以查看它们是否是A
。Integer(37)
不是,但是new A()
是。
了解类的方法
反射最有价值和最基本的用途之一是找出类中定义了哪些方法。为此,可以使用以下代码:
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); } } }
程序首先获取method1的类描述,然后调用getDeclaredMethods
(一个用于获取类中定义的每个方法的函数)检索Method
对象列表。这些方法包括public、protect、package和priva。如果你在程序中使用getMethods
而不是getDeclaredMethods
,还可以获取继承方法的信息。
程序的输出为:
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 -----
获取有关构造函数的信息
使用类似的方法来找出类的构造函数。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); } } }
在此示例中没有检索到返回类型信息,因为构造函数实际上没有真正的返回类型。
运行此程序时,输出为:
name = constructor1 decl class = class constructor1 ----- name = constructor1 decl class = class constructor1 param #0 int param #1 double -----
查找类字段
还可以找出类中定义了哪些数据字段。为此,可以使用以下代码:
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); } } }
此示例与前面的示例相似。一个新功能是使用Modifier
。这是一个反射类,表示在字段成员上找到的修饰符,例如private int
。修饰符本身由整数表示,并且Modifier.toString
用于返回默认声明顺序中的字符串表示形式 (例如final
之前的static
)。程序的输出为:
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 = -----
与方法一样,可以仅获取有关类中声明的字段的信息 (getDeclaredFields
),或获取有关超类中定义的字段的信息 (getFields
)。
按名称调用方法
到目前为止,已经提出的例子都与获取class有关。但是也可以以其他方式使用反射,例如调用指定名称的方法。
要了解其工作原理,请考虑以下示例:
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); } } }
假设一个程序想要调用add
方法,但直到执行时才知道。也就是说,在执行期间指定方法的名称 (例如,这可以由JavaBeans开发环境完成)。上面的程序展示了一种方法。
getMethod
用于在类中查找具有两个integer参数类型并具有适当名称的方法。一旦找到此方法并将其捕获到Method
对象,它是在适当类型的对象实例上调用的。要调用方法,必须构造一个参数列表,基本整数值为37和47Integer
对象。返回值 (84) 也被包含在Integer
对象。
创建新对象
构造函数不等同于方法调用,因为调用构造函数等同于创建新对象 (最准确地说,创建新对象涉及内存分配和对象构造)。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); } } }
它查找处理指定参数类型并调用它的构造函数,以创建对象的新实例。这种方法的价值在于它纯粹是动态的,在执行时而不是在编译时使用构造函数查找和调用。
更改字段的值
反射的另一个用途是改变对象中数据字段的值。它的值再次从反射的动态性质中导出,其中可以在执行程序中按名称查找字段,然后更改其值。以下示例说明了这一点:
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字段的值设置为12.34。
使用数组
反射的一个用途是创建和操作数组。Java语言中的数组是类的一种特殊类型,并且可以将数组引用分配给Object
。
要查看数组的工作方式,请考虑以下示例:
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); } } }
此示例创建一个10长的字符串数组,然后将数组中的位置5设置为字符串值。将检索并显示该值。
以下代码说明了对数组的更复杂的操作:
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]); } }
此示例创建一个5x10x15的int数组,然后继续将数组中的位置 [3][5][10] 设置为值37。请注意,多维数组实际上是数组数组,因此,例如,在第一个array.get之后,arrobj中的结果是10x15数组。再次将其剥离以获得15长的数组,并使用Array.setInt
。
请注意,创建的数组类型是动态的,不必在编译时知道。
总结
Java反射非常有用,因为它支持按名称动态检索有关类和数据结构的信息,并允许在执行的Java程序中进行操作。此功能非常强大,但是也要谨慎使用
以上就是Java中反射的学习笔记分享的详细内容,更多关于Java反射的资料请关注脚本之家其它相关文章!