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  • 使用new和反射产生java内部类的实例化对象

    前两天看到一道面试题,是关于内部类的知识,觉得很有意思。

    这道题是这样的:

    根据注释填写(1),(2),(3)处的代码

    public class Test{
    
           public static void main(String[] args){
    
                  // 初始化Bean1
    
                  (1)
    
                  bean1.I++;
    
                  // 初始化Bean2
    
                  (2)
    
                  bean2.J++;
    
                  //初始化Bean3
    
                  (3)
    
                  bean3.k++;
    
           }
    
     
    
           class Bean1{
    
                  public int I = 0;
    
           }
    
     
    
           static class Bean2{
    
                  public int J = 0;
    
           }
    
    }
    
    public class Bean{
    
           public class Bean3{
    
                  public int k = 0;
    
           }
    
    }

    这其实就是实例化内部类对象的题。

    从上面的题可以看出,Bean1为非静态内部类,Bean2为静态内部类,而Bean3则不是在Test类内部了,而是在一个外部类Bean的内部(是不是很拗口),呵呵。现通过new和反射来详细讲解其产生原理。



    1.new

    我们知道,内部类分为两种,一种是静态内部类,一种是非静态内部类前者不用产生外部类的实例化对象即可产生内部类的实例化对象,后者必须先产生外部类的实例化对象,才能产生内部类的实例化对象。

     

    实例化静态内部类对象的模板是:  外部类类名.内部类类名 xxx = new 外部类类名.内部类类名()

    实例化非静态内部类对象的模板是:外部类类名.内部类类名 xxx = 外部类对象名.new 内部类类名()

     

    1>>实例化非静态内部类Bean1

    java代码 :

       Test test = new Test();
       Test.Bean1 b1 = test.new Bean1();
       b1.I++;

    总共3行代码,是不是很简单呢。


    2>>实例化静态内部类Bean2

    java代码:

     

       Test.Bean2 b2 = new Test.Bean2();
       b2.j++;

    3>>实例化非静态内部类Bean3

        Bean bean = new Bean();
        Bean.Bean3 b3 =  bean.new Bean3();
        System.out.println(b3.k++);

    总结:通过new方式产生内部类的实例化对象实现起来比较简单,也很容易理解,如果要深层次了解其产生,请用下面讲解的方式,反射。




    2.反射


    1>>反射产生非静态内部类Bean1的实例化对象

    java代码:

    try {
        Class<?> cla2 = Class.forName("com.lovo.nio.Test$Bean1");
       } catch (ClassNotFoundException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
       }

    解析:我们知道,内部类的class文件是以"外部类$内部类.class"的形式存在的,所以获取Class对象的时候,必须使用forName("包名+外部类$内部类")的形式才能得到Class对象

    得到Class对象cla2后,肯定有人会说用下面的方法得到Bean1的实例化对象:

    Bean1 b6 = (Bean1)cla2.newInstance();
        运行上述代码,出现异常:InstantiationException,查看Java API文档,下面引用其原话:

    当应用程序试图使用 Class 类中的 newInstance 方法创建一个类的实例,而指定的类对象无法被实例化时,抛出该异常。实例化失败有很多原因,包括但不仅限于以下原因:

    • 类对象表示一个抽象类、接口、数组类、基本类型、void
    • 类没有非 null 构造方法

    在这里的原因是:Bean1的构造方法不公开,意思就是说,他的构造方法不是public的,不能通过newInstance()方式产生他的实例化对象

    那么我们是否可以查看其是什么访问修饰符的构造方法呢?答案是可以的,可以通过以下方式得到:

    Constructor<?>[] c = cla2.getDeclaredConstructors();
        int i = c[0].getModifiers();
        //得到访问修饰符
        String str = Modifier.toString(i);
        System.out.println(str+" aaaaaaaaa");      //注意:此处的aaaaaaaaaaa仅表示有这个输出
     运行以上代码,输出“   aaaaaaaaa”,可以看出并没有输出str,实际上已经输出了,就是default,default在Java中可以省略不写的。现在该明白了吧!~

    那要如何才能实例化他的内部类对象呢,刚才我们说过,要实例化非静态的内部类对象,必须先实例化外部类的对象,可是我们任然没有实例化外部类的对象。我们查看JAVA PAI文档,发现Constructor类有一个方法,newInstance(Object... initargs),于是我们想到下面这种方式来构建:

     //反射产生非静态内部类Bean1的实例化对象

       try {
        Class<?> cla2 = Class.forName("com.lovo.nio.Test$Bean1");
    //    Bean1 b6 = (Bean1)cla2.newInstance();
    //    System.out.println(b6);
        Constructor<?>[] c = cla2.getDeclaredConstructors();
        int i = c[0].getModifiers();
        //得到访问修饰符
        String str = Modifier.toString(i);
        System.out.println(str+" aaaaaaaaa");
        Bean1 bean1 = (Bean1)c[0].newInstance(new Test());    非静态内部类第一个参数需要传递一个外部类对象
        System.out.println(bean1.I++);
       } catch (ClassNotFoundException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
       } catch (IllegalArgumentException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
       } catch (InstantiationException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
       } catch (IllegalAccessException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
       } catch (InvocationTargetException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
       }


       运行以上代码,正常。



     2>>反射产生静态内部类Bean2的实例化对象

     Java代码:

    //反射产生静态内部类Bean2的实例化对象
       try {
        // 初始化Bean2 
              Class<?> cla = null;
        cla = Class.forName("com.lovo.nio.Test$Bean2");
        Bean2 bean2 = (Bean2)cla.newInstance();    静态内部类不需要传递外部对象
        System.out.println(bean2.j++);
       } catch (ClassNotFoundException e1) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e1.printStackTrace();
       } catch (InstantiationException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
       } catch (IllegalAccessException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
       }
       解析:

     首先来看看static的相关知识:

    static内部类意味着:  
            (1)  
    为创建一个static内部类的对象,我们不需要一个外部类对象。  
            (2)   不能从static内部类的一个对象中访问一个外部类对象   static内部类无this指针. 
              倘若为了创建内部类的对象而不需要创建外部类的一个对象,那么可将所有东西都设为static。为了能正常工作,同时也必须将内部类设为static。  
              此外,也可考虑用一个static内部类容纳自己的测试代码。
     

    在这里我们同样可以使用上面的方法获取他的构造方法的修饰符,也是default的,(静态内部类是有构造方法的,而且是无参的构造方法).

    java代码:

    try {
        
        // 初始化Bean2 
              Class<?> cla = null;
        cla = Class.forName("com.lovo.nio.Test$Bean2");
        Bean2 bean2 = (Bean2)cla.newInstance();
        Constructor<?>[] cs = cla.getDeclaredConstructors();
    //    Modifier.toString(cs[0]);
        System.out.println("******************");
    
        System.err.println(cs.length);
        System.out.println(cs[0].getModifiers());
        System.out.println("******************");
        System.out.println(bean2.j++);
       } catch (ClassNotFoundException e1) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e1.printStackTrace();
       } catch (InstantiationException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
       } catch (IllegalAccessException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
       }

    运行以上代码,红色部分代码输出:

    ******************
    1

    ******************

    可以看出,有一个默认的(方法修饰符没写的,不是没有方法修饰符)构造方法。

    如果我们要使用反射产生Bean2的实例化对象的话,只能用getDeclaredConstructors()方法。如上面的代码所示。




     3>>反射产生 外部类的内部类Bean3 的实例化对象

    分析:要产生外部类的内部类的实例化对象,则要先产生外部类的实例化对象。再通过getClass()方法得到外部类的实例化对象的Class对象,再通过getClasses()方法得到外部类的所有公共类和接口,包括内部类。

    Java代码:

    try {
          Class<?> c3 = bean.getClass();
          Class<?>[] cl = c3.getClasses();
    //      Bean3 b4 = (Bean3)c3.newInstance();
    //      System.out.println(b4);
          //使用反射产生Bean3实例化对象
          Constructor<?>[] cc = cl[0].getDeclaredConstructors();
          //获取构造方法的个数,用以判定其构造方法是否是公共的,如果直接通过c3.newInstance()方法来实例化Bean3的话,则会包异常:java.lang.ClassCastException
          System.out.println(cc.length);
          Bean3 bb = (Bean3)cc[0].newInstance(new Bean());
          System.out.println(bb.k++);
         } catch (IllegalArgumentException e) {
          // TODO Auto-generated catch block
          e.printStackTrace();
         } catch (InstantiationException e) {
          // TODO Auto-generated catch block
          e.printStackTrace();
         } catch (IllegalAccessException e) {
          // TODO Auto-generated catch block
          e.printStackTrace();
         } catch (InvocationTargetException e) {
          // TODO Auto-generated catch block
          e.printStackTrace();
         }

     

    最后关于反射的一点点总结:

    1.Java的反射是Java类的“自审”,可以通过反射探知类的结构,比如,获得类的属性,方法,修饰符,返回类型。是在程序运行时动态的生成的,那么有人会问,既然可以的到类的属性,方法等,那么是否可以增加或者删除它的属性或者方法呢?答案是否定的,因为Java是静态语言,不是动态语言,那么就不能修改类的属性,方法,只能探知类的属性,方法等。

    2.既然可以通过反射得到类的属性及其父类的属性,方法等以及实现的接口的相关内容,那么是否可以通过接口得到他的实现类的属性,方法呢?答案是否定的,因为在子类中有个关键字implements,是通过他得到类所实现的接口,但是如果要通过接口得到子类的相关内容,是行不通的,因为在接口中没有任何与实现类相关联的代码(比如关键字)。

    不知道小弟所说是否正确,请大家指正,谢谢!






    我的总结:

    1.非静态内部类有一个this指针,可以让其访问外部类的成员;而静态内部类如果普通静态函数,无法访问非静态成员。

    2.正因为静态内部类有一个this指针,故在实例化时,需要一个外部类的对象。

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