黑马程序员--反射
2015-09-11 14:05
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1.反射的基石–Class类
1)、Class
所有的类文件都有共同属性,所以可以向上抽取,把这些共性内容封装成一个类,这个类就叫Class(描述字节码文件的对象)。Class类中就包含属性有field(字段)、method(方法)、construction(构造函数)。
而field中有修饰符、类型、变量名等复杂的描述内容,因此也可以将字段封装称为一个对象。用来获取类中field的内容,这个对象的描述叫Field。同理方法和构造函数也被封装成对象Method、Constructor。要想对一个类进行内容的获取,必须要先获取该字节码文件的对象。该对象是Class类型。
Class类描述的信息:类的名字,类的访问属性,类所属于的包名,字段名称的列表,方法名称的列表等。每一个字节码就是class的实例对象。如:classcls=Data.class;
小知识:什么叫字节码?
当源程序中用到类时,首先要从硬盘把这个类的那些二进制代码,一个类编译成class放在硬盘上以后,就是一些二进制代码,要把这些二进制代码加载到内存中里面来,再用这些字节码去复制出一个一个对象来。
2)、Class和class的区别
1)class:Java中的类用于描述一类事物的共性,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,则由此类的实例对象确定,不同的实例对象有不同的属性值。 2)Class:指的是Java程序中的各个Java类是属于同一类事物,都是Java程序的类,这些类称为Class。例如人对应的是Person类,Java类对应的就是Class。Class是Java程序中各个Java类的总称;它是反射的基石,通过Class类来使用反射。
3)、获取Class对象的三种方式
加载XX.class文件进内存时就被封装成了对象,该对象就是字节码文件对象。如何获取Class对象呢?
方式一:
通过对象的getClass方法进行获取。
如:Class clazz=new Person().getClass();//Person是一个类名
麻烦之处:每次都需要具体的类和该类的对象,以及调用getClass方法。
方式二:
任何数据类型都具备着一个静态的属性class,这个属性直接获取到该类型的对应Class对象。
如:Class clazz=Person.class;//Person是一个类名
比第一种较为简单,不用创建对象,不用调用getClass方法,但是还是要使用具体的类,和该类中的一个静态属性class完成。
方式三:
这种方式较为简单,只要知道类的名称即可。不需要使用该类,也不需要去调用具体的属性和行为。就可以获取到Class对象了。
如:Class clazz=Class.forName(“包名.Person”);//Person是一个类名
这种方式仅知道类名就可以获取到该类字节码对象的方式,更有利于扩展。
注:
1、九个预定义的Class:
1)包括八种基本类型(byte、short、int、long、float、double、char、boolean)的字节码对象和一种返回值为void类型的void.class。
2)Integer.TYPE是Integer类的一个常量,它代表此包装类型包装的基本类型的字节码,所以和int.class是相等的。基本数据类型的字节码都可以用与之对应的包装类中的TYPE常量表示
2、只要是在源程序中出现的类型都有各自的Class实例对象,如int[].class。数组类型的Class实例对象,可以用Class.isArray()方法判断是否为数组类型的。
4)、Class类中的方法
static Class forName(String className) 返回与给定字符串名的类或接口的相关联的Class对象。 Class getClass() 返回的是Object运行时的类,即返回Class对象即字节码对象 Constructor getConstructor() 返回Constructor对象,它反映此Class对象所表示的类的指定公共构造方法。 Field getField(String name) 返回一个Field对象,它表示此Class对象所代表的类或接口的指定公共成员字段。 Field[] getFields() 返回包含某些Field对象的数组,表示所代表类中的成员字段。 Method getMethod(String name,Class… parameterTypes) 返回一个Method对象,它表示的是此Class对象所代表的类的指定公共成员方法。 Method[] getMehtods() 返回一个包含某些Method对象的数组,是所代表的的类中的公共成员方法。 String getName() 以String形式返回此Class对象所表示的实体名称。 String getSuperclass() 返回此Class所表示的类的超类的名称 boolean isArray() 判定此Class对象是否表示一个数组 boolean isPrimitive() 判断指定的Class对象是否是一个基本类型。 T newInstance() 创建此Class对象所表示的类的一个新实例。
5)、通过Class对象获取类实例
通过查看API我们知道,Class类是没有构造方法的, 因此只能通过方法获取类实例对象。之前我们用的已知类,创建对象的做法: 1)查找并加载XX.class文件进内存,并将该文件封装成Class对象。 2)再依据Class对象创建该类具体的实例。 3)调用构造函数对对象进行初始化。 如:Person p=new Person();
现在用Class对象来获取类实例对象的做法:
1)查找并加载指定名字的字节码文件进内存,并被封装成Class对象。
2)通过Class对象的newInstance方法创建该Class对应的类实例。
3)调用newInstance()方法会去使用该类的空参数构造函数进行初始化。
如:
String className=”包名.Person”;
Class clazz=Class.forName(className);
Object obj=clazz.newInstance();
示例:
[java] view plaincopy //Person类 package cn.itheima; public class Person { private String name; public int age; public Person(){ System.out.println("Person is run"); } public Person(String name,int age){ this.age=age; this.name=name; } public String toString(){ return name+":"+age; } }
//示例
package cn.itheima; public class CreateClassDemo { public static void main(String[] args) throws Exception { createPersonClass(); } //通过Class对象创建类实例方法 public static void createPersonClass() throws Exception{ //获取Person类的Class对象 String className="cn.itheima.Person"; Class clazz=Class.forName(className); //通过newInstance方法获取类的无参构造函数实例 Person p=(Person)clazz.newInstance(); } }
2、Constructor类
1)、概述
如果指定的类中没有空参数的构造函数,或者要创建的类对象需要通过指定的构造函数进行初始化。这时怎么办呢?这时就不能使用Class类中的newInstance方法了。既然要通过指定的构造函数进行对象的初始化。就必须先获取这个构造函数——Constructor。Constructor代表某个类的构造方法。
2)、获取构造方法:
1)得到这个类的所有构造方法:如得到上面示例中Person类的所有构造方法 Constructor[] cons = Class.forName(“cn.itheima.Person”).getConstructors(); 2)获取某一个构造方法: Constructor con=Person.class.getConstructor(String.class,int.class);
3)、创建实例对象:
1)通常方式:Person p = new Person(“lisi”,30); 2)反射方式:Person p= (Person)con.newInstance(“lisi”,30);
注:
1、创建实例时newInstance方法中的参数列表必须与获取Constructor的方法getConstructor方法中的参数列表一致。
2、newInstance():构造出一个实例对象,每调用一次就构造一个对象。
3、利用Constructor类来创建类实例的好处是可以指定构造函数,而Class类只能利用无参构造函数创建类实例对象。
示例:
//接上面的示例 //通过Constructor对象来创建类实例方法 public static void createPersonClass_2() throws Exception{ //获取Person类的Class对象 String className="cn.itheima.Person"; Class clazz=Class.forName(className); //Class clazz=Person.class; //获取指定构造函数的类实例 Constructor con=clazz.getConstructor(String.class,int.class); Person p=(Person) con.newInstance("lisi",30); System.out.println(p.toString()); }
3、Field类
1)、Field类代表某个类中一个成员变量
2)、方法
Field getField(String s);//只能获取公有和父类中公有Field getDeclaredField(String s);//获取该类中任意成员变量,包括私有
setAccessible(ture);
//如果是私有字段,要先将该私有字段进行取消权限检查的能力。也称暴力访问。
set(Object obj, Object value);//将指定对象变量上此Field对象表示的字段设置为指定的新值。
Object get(Object obj);//返回指定对象上Field表示的字段的值。
示例:
[java] view plaincopy //接上示例 //获取Person对象的成员变量 public static void getPersonField() throws Exception{ //如果想要给该变量赋值,必须先要有对象。 Class clazz=Class.forName("cn.itheima.Person"); Person p=(Person)clazz.newInstance(); //获取所以的成员变量 Field[] fs=clazz.getFields(); for(Field f:fs){ System.out.println(f); } //获取指定的成员变量 Field fage=clazz.getField("age"); Field fname=clazz.getDeclaredField("name"); //显示改变后的值 fage.set(p, 20); System.out.println(fage.get(p)); //暴力访问私有变量 fname.setAccessible(true); fname.set(p, "zhangsan"); System.out.println(fname.get(p)); }
4、Method类
1)、概述
Method类代表某个类中的一个成员方法。调用某个对象身上的方法,要先得到方法,再针对某个对象调用。2)、专家模式:
谁调用这个数据,就是谁在调用它的专家。如人关门:
调用者:是门调用关的动作,对象是门,因为门知道如何执行关的动作,通过门轴之类的细节实现。
指挥者:是人在指挥门做关的动作,只是给门发出了关的信号,让门执行。
总结:变量使用方法,是方法本身知道如何实现执行的过程,也就是“方法对象”调用方法,才执行了方法的每个细节的。
3)、方法
Method[] getMethods();//只获取公共和父类中的方法。 Method[] getDeclaredMethods();//获取本类中包含私有。 Method getMethod("方法名",参数.class(如果是空参可以写null)); Object invoke(Object obj ,参数);//调用方法 如果方法是静态,invoke方法中的对象参数可以为null。
如:
获取某个类中的某个方法:(如String str =”abc”)
1)通常方式:str.charAt(1)
2)反射方式:
Method charAtMethod =Class.forName(“java.lang.String”).getMethod(“charAt”,int.class);
charAtMethod.invoke(str,1);
说明:如果传递给Method对象的invoke()方法的第一个参数为null,说明Method对象对应的是一个静态方法
4)、用反射方式执行某个main方法:
首先要明确为何要用反射:在写源程序时,并不知道使用者传入的类名是什么,但是虽然传入的类名不知道,而知道的是这个类中的方法有main这个方法。所以可以通过反射的方式,通过使用者传入的类名(可定义字符串型变量作为传入类名的入口,通过这个变量代表类名),内部通过传入的类名获取其main方法,然后执行相应的内容。
此时会出现下面的问题:
启动Java程序的main方法的参数是一个字符串数组,即public static void main(String[] args),通过反射方式来调用这个main方法时,如何为invoke方法传递参数呢?按jdk1.5的语法,整个数组是一个参数,而按jdk1.4的语法,数组中的每个元素对应一个参数,当把一个字符串数组作为参数传递给invoke方法时,javac会到底按照哪种语法进行处理呢?jdk1.5肯定要兼容jdk1.4的语法,会按jdk1.4的语法进行处理,即把数组打散成为若干个单独的参数。所以,在给main方法传递参数时,不能使用代码mainMethod.invoke(null,new String[]{“xxx”}),javac只把它当作jdk1.4的语法进行理解,而不把它当作jdk1.5的语法解释,因此会出现参数类型不对的问题。
解决办法:
mainMethod.invoke(null,new Object[]{new String[]{“xxx”}});
mainMethod.invoke(null,(Object)new String[]{“xxx”});
这两种方式编译器会作特殊处理,编译时不把参数当作数组看待,也就不会数组打散成若干个参数了。
示例一:
//接上示例 //获取Person类中的方法 public static void getPersonMethod() throws Exception{ //如果想要获取方法,必须先要有对象。 Class clazz=Class.forName("cn.itheima.Person"); Person p=(Person)clazz.newInstance(); //获取所以方法 Method[] mes=clazz.getMethods();//只获取公共的和父类中的。 //mes=clazz.getDeclaredMethods();//获取本类中包含私有。 for(Method me:mes){ System.out.println(me); } //获取单个方法 Method me=clazz.getMethod("toString", null); Object returnVaule=me.invoke(p, null); System.out.println(returnVaule); }
示例二:
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。
package cn.itheima; //定义一个测试类 class Test{ public static void main(String[] args){ for(String arg : args){ System.out.println(arg); } } }
//用反射方式根据用户提供的类名,去执行该类中的main方法。
import java.lang.reflect.Method; public class PerformedMain{ public static void main(String[] args) throws Exception { //普通方式 Test.main(new String[]{"123","456","789"}); System.out.println("-----------------------------"); //反射方式 String className=args[0]; Class clazz=Class.forName(className); Method methodMain=clazz.getMethod("main",String[].class); //方式一:强制转换为超类Object,不用拆包 methodMain.invoke(null, (Object)new String[]{"123","456","789"}); //方式二:将数组打包,编译器拆包后就是一个String[]类型的整体 methodMain.invoke(null, new Object[]{new String[]{"123","456","789"}}); }
注:此示例用eclipse运行时,需要在Run As——>RunConfigurations——>Arguments——>Program arguments中添加要执行的类名,如:cn.itheim.Test。
练习:
package cn.itheima.test; import java.io.File; import java.io.FileInputStream; import java.util.Properties; public class ReflectTest { public static void main(String[] args) throws Exception{ /* *笔记本电脑使用usb设备 */ NoteBook computer=new NoteBook(); computer.run(); //关联配置文件 File file=new File("usb.properties"); FileInputStream fis=new FileInputStream(file); //将配置文件信息缓存到集合中 Properties ps=new Properties(); ps.load(fis); //System.out.println(ps.size()); for(int x=1;x<=ps.size();x++){ String className=ps.getProperty("usb"+x);//获取配置文件中类名 Class clazz=Class.forName(className);//获取类的Class对象 USB usb=(USB)clazz.newInstance();//得到类实例 computer.useUSB(usb);//开始使用 } fis.close();//关流 } }
//USB 接口 public interface USB { void open(); void close(); } //笔记本电脑 public class NoteBook { public void run(){ System.out.println("NoteBook is run"); } public void useUSB(USB usb){ if(usb!=null){ usb.open(); usb.close(); } } } b3dd //鼠标 public class MouseUSB implements USB { @Override public void open() { System.out.println("Mouse is use"); } @Override public void close() { System.out.println("Mouse is close"); } } //键盘 public class KeyUSB implements USB { @Override public void open() { System.out.println("Key is use"); } @Override public void close() { System.out.println("Key is close"); } }
配置文件:
usb.properties
usb1=cn.itheima.test.MouseUSB
usb2=cn.itheima.test.KeyUSB
注:此练习中,配置文件要存在工程中:工程名——>新建File
5、数组的反射
1、如何得到某个数组中的某个元素的类型
例: int a = new int[3];Object[] obj=new Object[]{”ABC”,1}; 无法得到某个数组的具体类型,只能得到其中某个元素的类型, 如: Obj[0].getClass().getName()得到的是java.lang.String。
2、Array工具类用于完成对数组的反射操作。
Array.getLength(Object obj);//获取数组的长度 Array.get(Object obj,int x);//获取数组中的元素
3、基本类型的一维数组
可以被当作Object类型使用,不能当作Object[]类型使用;非基本类型的一维数组,既可以当做Object类型使用,又可以当做Object[]类型使用。示例:
package cn.itheima.Demo; import java.lang.reflect.Array; import java.util.Arrays; public class ArrayReflect { public static void main(String[] args) { int [] a1 = new int[]{1,2,3}; int [] a2 = new int[4]; int[][] a3 = new int[2][3]; String [] a4 = new String[]{"a","b","c"}; System.out.println(a1.getClass().equals(a2.getClass()));//true System.out.println(a1.getClass().equals(a3.getClass()));//false System.out.println(a1.getClass().equals(a4.getClass()));//false System.out.println(a1.getClass().getName());//[I System.out.println(a4.getClass().getName());//[Ljava.lang.String; System.out.println(a1.getClass().getSuperclass());//class java.lang.Object System.out.println(a4.getClass().getSuperclass());//class java.lang.Object Object obj1=a1; Object obj2=a3; Object obj3=a4; // Object[] obj11=a1;//这样是不行的,因为a1中的元素是int类型,基本数据类型不是Object Object[] obj13=a3; Object[] obj14=a4;//这样可以,因为String数组中的元素属于Object System.out.println(a1);//[I@4caaf64e System.out.println(a4);//[Ljava.lang.String;@6c10a234 System.out.println(Arrays.asList(a1));//[I@4caaf64e System.out.println(Arrays.asList(a4));//[a, b, c] /* Arrays.asList()方法处理int[]和String[]时的差异。 * 打印Arrays.asList(a1);还是跟直接打印a1是一样的 打印Arrays.asList(a4);就会把a3的元素打印出来。 这是因为此方法在JDK1.4版本中,接收的Object类型的数组, 而a3可以作为Object数组传入。但是a1不可以作为Object数组传入,所以只能按照JDK1.5版本来处理。 在JDK1.5版本中,传入的是一个可变参数,所以a1就被当作是一个object,也就是一个参数, 而不是数组传入,所以打印的结果还是跟直接打印a1一样。 */ //Array工具类用于完成对数组的反射操作。如打印任意数值 printObject(a1); printObject(a4); printObject("abc"); } //打印任意数值 private static void printObject(Object obj) { Class clazz=obj.getClass(); //如果传入的是数组,则遍历 if(clazz.isArray()){ int len =Array.getLength(obj);//Array工具类获取数组长度方法 for(int x=0;x<len;x++){ System.out.println(Array.get(obj, x));//Array工具获取数组元素 } } else System.out.println(obj); } }
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