黑马程序员——自学总结（六）反射

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一、反射的基石Class类

       类用于描述一类事物的共性，描述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，则是由这个类的实例对象来确定的，不同的实例对象有不同的属性值。而Class类就是用来描述类本身，它抽出所有类的共性，比如某个Class类的对象对应某个类，和其他对应某个类的Class对象一样，它们有成员，有方法，这些就是它们的共性，可以调用方法获得成员信息和方法信息，Class类不能实例化，分别代表各种字节码。

        获取Class对象的方法有三种：1、Class cls1=Data.class;2、Person p1=new Person(); Class cls2=p1.getClass();3、Class cls3=

Class.forname("java.lang.String")。如果内存里，JVM里已存在该Class对象，则直接指向，如果不存在，则由类加载器加载，返回新加载的字节码。

        有九个预定义的Class对象，分别是八个基本数据类型对应的Class对象和void对应的Class对象。

        基本数据类型对应的包装器类内部封装了基本数据类型的Class对象，比如Integer.TYPE就等于int.class。

        isPrimitive()用来判断是否是基本类型对应的Class对象，int[].class.isPrimitive()返回false，int[].isArray()返回true，总之，只要是在源程序中出现的类型，都有各自的Class对象，例如：int[],void。

二、反射

        反射就是把Java类中的各种成分映射成相应的java类。例如，一个Java类中用一个Class类的对象来表示，一个类中的组成部分：成员变量，方法，构造方法，包等信息也用一个个的Java类来表示，就像汽车是一个类，汽车中的发动机，变速箱等也是一个个的类，表示Java类的Class类显然要提供一系列的方法，来获得其中的变量，方法，构造方法，修饰符，包等信息，这些信息就是用相应类的实例对象来表示，它们是Field,Method,Contructor,Package等。

        一个类中的每个成员都可以用相应的反射类的一个实例对象来表示，通过调用Class类的方法可以得到这些实例对象。

        1、 构造方法的反射应用

               Constructor类代表某个类中的一个构造方法，得到某个类所有的构造方法Constructor[]  constructors=Class.forName(类名字符串).getConstructors()，得到某一个构造方法，例如getConstructor(StringBuffer.class)该构造方法参数为StringBuffer，得到Constructor对象后，可以用newInstance(对应的参数)方法创建对象，该方法编译期返回Object（JDK1.5版本以后可用泛型代替）。

              Class对象也有newInstance()方法，调用无参构造函数，提供了便利，查看该方法源代码，发现其找到无参构造方法，找到后存储备用，每次调用重复取这个方法，比较高效，而反射每次都要重新查找，导致程序性能下降。

       2、Field类

             Field类代表某个类中的一个成员变量 ，Field  field=对象.getClass().getField(字段名) ，field.get(对象)取得对象该成员变量值，field不是对象身上的变量，而是类上，要用它去取某个对象上对应的值。私有成员无法用getField(字段名)获得，但可用getDeclardField(字段名) 获得，但此时再调用方法field.get(对象)则编译不通过。

            可以用field.setAccessible(true)，使得私有成员变得可以访问，再调用field.get(对象)获得对象私有成员的值，这种方式称为暴力反射。

            成员变量修改示例：将某对象上所有String成员变量值改变，将字符串中的'b'全部改成'a'。

            代码如下：

class Person{
private String name;
private String address;
public Person(String name,String address){
this.name=name;
this.address=address;
}
public String toString(){
return "name:"+name+"...address:"+address;
}
}

 

import java.lang.reflect.*;
class myreflect{
public static void main(String[] args) throws Exception{
Person p1=new Person("bobo","beijing"),p2=new Person("xiaobai","bengbu");
System.out.println(p1);
System.out.println(p2);
Field[] fields1=p1.getClass().getDeclaredFields();
for(int i=0;i<fields1.length;i++){
fields1[i].setAccessible(true);
if(fields1[i].getType()==String.class){
String oldvalue=(String)fields1[i].get(p1);
String newvalue=oldvalue.replace('b','a');
fields1[i].set(p1,newvalue);
}
}
Field[] fields2=p2.getClass().getDeclaredFields();
for(int i=0;i<fields2.length;i++){
fields2[i].setAccessible(true);
if(fields2[i].getType()==String.class){
String oldvalue=(String)fields2[i].get(p2);
String newvalue=oldvalue.replace('b','a');
fields2[i].set(p2,newvalue);
}
}
System.out.println(p1);
System.out.println(p2);
}
}

程序运行结果：



      程序应该在内部处理异常，为了编写方便，直接在主函数中抛出。Class对象的getFileds()方法返回Field对象数组，field对象.getType()==String.class;指向同一个地址，用==判断，不用equals()判断，因为类字节码在内存中只有一份。field对象.set(obj,newValue)可对对象的成员值进行设置。

       3、Method类

             Method类用于成员方法的反射，Method对象代表某个类中的一个成员方法 。对象.getClass().getMethod(方法名，参数类型.class)获取指定方法对应的Method类对象。必须要指明参数类型，以确定是哪一个重载形式。Method对象.invoke(调用方法的对象，参数)可以在某个对象上调用反射来的该方法，如果调用静态方法，第一个参数用null，意味着method对应着一个静态方法，该方法调用不需要对象，第二个参数可以封装成数组，这是1.4版本的调用方式，1.5版本改成可变参数列表形式。

      4、接受数组参数的方法的反射

            写一个程序，这个程序能够根据用户提供的类名，去执行该类中的main方法。

            main接受的参数中含有要执行的类名，调用该类的main方法： Class.forName(" 类名").getMethod("main",String[ ].class).invoke(null,"");

            代码如下：

class test{
public static void main(String[] args){
System.out.println("test.main()");
for(int i=0;i<args.length;i++)
System.out.println(args[i]);
}
}

 

import java.lang.reflect.*;
class callmain{
public static void main(String[] args){
try{
Class.forName(args[0]).getMethod("main",String[].class).invoke(null,new Object[]{new String[]{"aa","bb","cc"}});
}catch(ClassNotFoundException e){
throw new RuntimeException(e);
}catch(NoSuchMethodException e){
throw new RuntimeException(e);
}catch(IllegalAccessException e){
throw new RuntimeException(e);
}catch(InvocationTargetException e){
throw new RuntimeException(e);
}
}
}

运行结果如下：



        分析Class.forName(args[0]).getMethod("main",String[].class).invoke(null,new Object[]{new String[]{"aa","bb","cc"}});

        在调用invoke()方法时，需要传入方法所需的参数。main()方法所需参数类型为String[]，即字符串数组。如果写成这样的形式invoke(null,"aa","bb","cc")JDK1.5按照所定义的形式Object invoke(Object obj, Object... args) 将参数解释为可变参数类型，将传给test.main()方法三个字符串参数，与所需的字符串数组类型不匹配，如果转向低版本JDK1.4去解释，JDK1.4是将invoke()传递的参数打包成Object[]类型，即对象数组类型，也不匹配。

        如果写成这样的形式invoke(null,new String[ ]{"aa","bb","cc"})JDK1.5同样认为是打包好的可变参数形式，不匹配，转向JDK1.4解释，而JDK需要Object数组类型，String[]是字符串数组类型，两者不匹配。

        只能写成这样的形式invoke(null,new Object[]{new String[ ]{"aa","bb","cc"}})，首先JDK1.5解包，发现数组元素只有一个String[]，匹配。

        或者写成这样的形式invoke(null,(Object)new String[ ]{"aa","bb","cc"})，JDK1.5将解释成一个Object变量，传递给所需的String[ ]，类型转型成功，匹配。

      5、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，即具有相同的Class实例对象，代表数组的Class实例对象的getSuperclass()方法返回的是父类Object类对应的Class，int[ ]  i=new int[5]；i.getName()方法返回[I ，表示类型是int类型的数组。

        直接打印数组对象，只能打印数组对象的类型和哈希值，Arrays.asList(Object[])可以将数组转化成容器打印，可以打印数组中每个元素的内容，JDK1.5版本中将参数变成了可变参数，<T> List<T> asList(T... a)。 

        Array工具类用于完成对数组的反射操作。不确定某个对象是具体对象，还是数组对象的方式如下：

        printObject(Object obj){

           Class class=obj.getClass();

           if(class.isArray(){

                 int len=Array.getLength(obj);

                 for(int i=0;i<len;i++)

                          Array.get(obj,i); 

         else

               直接打印obj;

       }

        目前还找不到比较好的方法得到数组中元素的类型。就是说我们拿Object接收一个数组对象，可以求得某个元素的具体类型，但无法取得该数组的类型。

三、HashSet中元素的比较 

        HashSet存储的元素不能重复，判断两个元素是否是同一个元素是比较两者的HashCode，每个对象都有自己的HashCode。在程序中可以覆盖对象的int hashCode()方法。

class Person{
public String name;
public int age;
public Person(String name,int age){
this.name=name;
this.age=age;
}
public int hashCode(){
return age;
}
}
class reflectdemo{
public static void main(String[] args){
Person p1=new Person("p1",21);
Person p2=new Person("p2",22);
Person p3=new Person("p3",23);
Person p4=new Person("p4",24);
HashSet<Person> hs=new HashSet<Person>();
hs.add(p1);
hs.add(p2);
hs.add(p3);
hs.add(p4);
System.out.println(hs.size());
p4.age=25;
System.out.println(hs.remove(p4));
System.out.println(hs.size());
}
}

        上面的代码中，将Person类的hasCode()方法覆盖，用age值作为对象的HashCode值，在往hs中添加对象时，因为每个Person对象的age都不一样，HashCode也不一样，所以都能添加进来，hs.size()=4。当p4修改了字段age值，它的HashCode值也随之改变，当调用hs.remove(p4)时，将比较hs中每个元素的HashCode值，结果没有HashCode值是25的元素，删除失败，p4仍然在容器中。如果程序中反复修改对象字段值，并添加到容器中，容器比较HashCode值后都会接收，造成内存泄露。

四、反射的作用—实现框架功能。

        框架要解决的核心问题：举例说，我做房子卖给用户住，由用户自己安装门窗和空调，我做的房子就是框架，用户需要使用我的框架，把门窗插入进我提供的框架中。框架与工具有区别，工具类被用户的类调用，而框架则是调用用户提供的类。我在写框架（房子）时，你这个用户可能还在上小学，还不会写程序呢，我写的框架程序怎样能调用到你以后写的类（门窗）呢？因为在写程序时无法知道要被调用的类名，所以，在程序中无法直接new某个类的实例对象了，而要用反射方式来做。以后客户端的编写的类全部存储在配置文件里，服务器端读取文件中数据，通过反射来完成功能，这样即使客户端类还没有编写出来，或者以后有什么改动，都不会修改服务端的代码。