java开发--反射技术

学习目标：

1.什么是反射：即反射的定义，

2.反射有什么作用，能解决什么问题， 

3.反射的知识点是什么，

4.反射的利弊

5.反射的例子

 

1.什么是反射：反射的定义：

a) 能够分析类能力的程序被称为反射（reflective）

 

2.反射的作用，能解决什么问题：

1.在运行中分析类的能力

2.在运行中查看对象

3.实现数组的操作代码

4.利用Method对象，这个对象很像c++中的函数指针

使用反射的主要人员是工具构造者，而不是应用程序员。

 

反射机制最重要的内容：检查类的结构。

 

3.反射的知识点：

a) Class类：

所有对象都有一个运行时的类型标识，它保存着每个对象所属的类足迹，保存这些信息的类被称为Class。Object类中的getClass（）方法会返回一个Class类型实例。

获取Class类对象的三种方法：

1. Class c = objectName.getClass();

如Employee e;

       Class c = e.getClass();

2. 调用静态方法forName获得类名对应的Class对象

如String className = "java.util.Date";

  Class c = Class.forName(className);

3. java类型.class

如Class c = Date.class;

  Class c1 = int.class;

  Class c2 = Double[].class;

Class类的方法：

最常用的Class方法是getName（）方法，将返回类的名字；getFields、getMethods、getConstructors方法将返回类提供的public域、方法、构造器数组，其中包括超类的共有成员；getDeclareFields、getDeclareMethods、getDeclareConstructors方法将分别返回类中声明的全部域、方法、构造器，包括私有和受保护成员，但不包括超类的成员。

b) 在java.lang.reflect包中有一些类Field、Method、Constructor、Modifier、Array

i. Field用于描述类的域：getType方法，返回域所属类型的Class对象；

ii. Method用于描述类的方法：有报告返回类型的方法；

iii. Constructor用于描述类的构造器

类的共性：三个类都有getName方法，返回项目名称；三个类都有getModifiers的方法，它将返回一个整数值，用不同的位开关描述public和static这样的修饰符使用状况；Method类和Constructor类有报告参数类型的方法；

iv. Modifier类：可用其中的静态方法分析getModifiers返回的整数值，如使用其中的isPublic、isPrivate或isFinal判断方法或构造器是否是public、private或final。toString方法将修饰词法打印出来。

v. Array类：允许动态的创建数组。其中的静态方法newInstance，它能构建新数组，必须提供两个参数：数组的元素类型、数组的长度。静态方法getLength能获得数组的长度。获得新数组元素类型有三步：1.首先获得a数组的类对象，2.确认它是一个数组，3.使用Class类的getComponentType方法确定数组对应的类型。

c) 在运行时查看数据域的实际内容

利用反射机制可以查看在编译期间还不清楚的对象域。查看对象域的关键方法是Field类中的get方法，例如f是一个field类型的对象，obj是某个包含f域的类的对象，f.get(obj)将返回一个对象，其值为obj对象f域的当前值。

Employee harry = new Employee("Harry Hacker", 3500, 10, 1, 1989);

Class c = harry.getClass();

Field f = c.getDeclaredField("name");

f.setAccessible(true);

Object v = f.get(harry);

注意：因为name是一个私有域，直接用get方法会抛出异常，只有先用setAccessible方法，使其先不受安全管理器的控制，才可以访问。setAccessible方法是AccessibleObject类中的一个静态方法，它是Field、Method、Constructor类的公共超类。

当然，可以获得就可以设置，调用f.set(obj, value);可以将obj对象的f域设为新值。

d)  使用反射编写泛型数组代码

能编写一个用于扩展数组的通用方法。

用到java.lang.reflect包中的Array类，如下：

static Object arrayGrow(Object a) //是Object，不是Object[]。

{

Class c1 = a.getClass();

if(!c1.isArray()) return null;

Class componentType = c1.getComponentType();

int length = Array.getLength(a);

int newLength = length*11/10+10;

Object newArray = Array.newInstance(componentType,newLength);

System.arraycopy(a,0,newArray,0,length);

return newArray;

}

注：int[] 可以被转换成Object，但不能转换成对象数组。可以将一个对象数组临时转换成Object[]数组，然后再把它转换回来是可以的，但一个从一开始就是Object[]的数组却不能转换成非Object对象数组；

e)  方法指针：

方法指针是指将一个方法的存储地址传给另外一个方法，以便第二个方法能够随后调用它。从表面上看，java没有提供方法指针，事实上，java设计者说过方法指针很危险，但是在java1.1中，方法指针以作为反射包的副产品出现了。

在Method类中有一个invoke方法，它允许调用包装在当前Method对象中的方法。

 

4.反射的利弊：

a) 反射机制可以使人们可以在运行时查看方法和域，让人编写出更具通用性的程序。这种功能对编写系统程序来说极为有用，但通常不适用于编写应用程序。

b) 反射很脆弱，编译器很难帮助人发现程序中的错误，任何错误只能在运行时发现，并导致异常。

5.反射的例子：

利用反射打印一个类的构造函数、方法、域

点击(此处)折叠或打开

public class ReflectTest {

    public static void main(String[] args){
        String name;
        if(args.length > 0){
            name = args[0];
        }else{
            Scanner in = new Scanner(System.in);
            System.out.println("Enter class name (e.g. java.util.Date): ");
            name = in.next();
        }

        try{
            //print class name and superclass name(if != Object)
            Class c1 = Class.forName(name);
            Class superc1 = c1.getSuperclass();
            String modifiers = Modifier.toString(c1.getModifiers());
            if(modifiers.length() > 0)    System.out.print(modifiers+" ");
            System.out.print("class "+name);
            if(superc1 != null && superc1 != Object.class)    System.out.println(
                    " extends"+superc1.getName());

            System.out.print("
{
");
            printConstructors(c1);
            printMethods(c1);
            printFields(c1);
            System.out.println("}");
        }catch(ClassNotFoundException e){
            e.printStackTrace();
        }
        System.exit(0);
    }


    /*
     * prints all constructors of a class
     */
    public static void printConstructors(Class c1){
        Constructor[] constructors = c1.getConstructors();

        for(Constructor c:constructors){
            String name = c.getName();
            System.out.print(" ");
            String modifiers = Modifier.toString(c1.getModifiers());
            if(modifiers.length() > 0) System.out.print(modifiers+" ");
            System.out.print(name+"( ");

            //print parameter types
            Class[] paramTypes = c.getParameterTypes();
            for(int j=0; j<paramTypes.length; j++){
                if(j>0) System.out.print(", ");
                System.out.print(paramTypes[j].getName());
            }
            System.out.println("); ");
        }
    }

    /**
     * prints all methods of a class
     */
    public static void printMethods(Class c1){
        Method[] methods = c1.getMethods();

        for(Method m : methods){
            Class retType = m.getReturnType();
            String name = c1.getName();

            System.out.print(" ");
            //print modifiers,return type and method name
            String modifiers = Modifier.toString(m.getModifiers());
            if(modifiers.length() > 0) System.out.print(modifiers + " ");
            System.out.print(retType.getName() + " "+name+"(");

            //print parameter types
            Class[] paramTypes = m.getParameterTypes();
            for(int j = 0; j<paramTypes.length; j++){
                if(j>0) System.out.print(", ");
                System.out.print(paramTypes[j].getName());
            }
            System.out.println(");");
        }
    }

    /**
     * print all fields of a class
     */
    public static void printFields(Class c1){
        Field[] fields = c1.getDeclaredFields();

        for(Field f : fields){
            Class type = f.getType();
            String name = f.getName();
            System.out.print(" ");
            String modifiers = Modifier.toString(f.getModifiers());
            if(modifiers.length() > 0) System.out.print(modifiers+" ");
            System.out.println(type+" "+name+";");
        }
    }
}