Java 反射機制 初探*

来源:https://www.cnblogs.com/wangyuyang1016/archive/2019/07/04/11135254.html
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反射機制初探 走進沼澤 在正常的程式中，先有類，然後再有對象。 取得Class對象（類對象） 實例觀察： 運行結果 發現：調用getClass()方法輸出的是類的完整名稱，等於找到了對象出處： ——這就是“ 反 ” Class 類對象實例化 java.lang.Class是一個類，這個類就是反射操作 ...


反射機制初探 *

走進沼澤

在正常的程式中，先有類，然後再有對象。

  • 取得Class對象（類對象）
public final Class<?> getClass() ;
  • 實例觀察：
public class TestDemo {
    public static void main(String [] args) {
        Date date = new Date() ; // 產生對象
        System.out.println(date.getClass());
        // 因為所有類都是 Object的子類，而getClass是final型所以所有類都有getClass()方法
    }
}
  • 運行結果
class java.util.Date

發現：調用getClass()方法輸出的是類的完整名稱，等於找到了對象出處：

——這就是“反”

Class 類對象實例化

  • java.lang.Class是一個類，這個類就是反射操作的源頭，即：所有的反射都要從Class類開始運行 三種實例化方法；

    • 調用Object中的Class方法
    Class<?> cls = date.getClass();
// 此代碼將Class類進行了實例化；getClass()是class類的實例化方法
    • 使用 類.class 方法
    Class<?> cls = Date.class;

    前者是產生了類的實例化對象之後取得Class類對象，但是類.class方法並沒有實例化對象產生

    • 調用Class類提供的 forName() 方法
    Class<?> cls = Class.forName(String ClassName) ;

    此時可以不使用 import 語句導入一個明確的類名稱，而類名稱採用字元串的方式進行描述

反射實例化對象

當獲得一個類時，使用關鍵字 new 進行類對象實例化操作；但是如果有了Class對象，那麼就可以利用反射進行對象實例化操作。

實例化對象的方法：

public T newInstance();
  • 實例分析：
class Book {
    public Book() {
        System.out.println("**********Book類 ***********");
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Hello,World!";
    }
}

public class TestDemo {
    public static void main(String [] args) throws InstantiationException, ReflectiveOperationException {
        Class<?> cls = Class.forName("helloworld.Book");
        @SuppressWarnings("deprecation")
        Object obj = cls.newInstance();
        Book book = (Book) obj ;// 向下轉型
        System.out.println(book);// 調用了Book類的對象
        // 此過程沒有 new 關鍵字實例化Book類，而是通過反射來實例化對象       
    }
}

在反射機制的加持下，類的對象實例化則不再單獨依靠 new關鍵字 。

  • new 與 反射 實例化對象的區別
package helloworld;
interface Fruit { // 函數是介面
    public void eat() ; 
}
class Apple implements Fruit {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("蘋果");
    }
}
class Factory {
    public static Fruit getInstance(String className) {
        if ("apple".equals(className)) {
            return new Apple();
        }
        return null ;
    }
}
public class TestFactory {
    public static void main(String[] args) {
        Fruit f = Factory.getInstance("apple");// 實例化Fruit對象
        f.eat();
    }
}
  • 如果Fruit介面子類被增加了一個，那麼就表示程式需要修改工廠類
package helloworld;
interface Fruit { // 函數是介面
    public void eat() ; 
}
class Apple implements Fruit {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("蘋果");
    }
}
class Orange implements Fruit{
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("橘子");
    }
}
class Factory {// 工廠類
    public static Fruit getInstance(String className) {
        if ("apple".equals(className)) {
            return new Apple();
        } else if ("orange".equals(className)) {
            return new Orange();
        } else {
            return null ;
        }
    }
}

public class TestFactory {
    public static void main(String[] args) {
        Fruit f = Factory.getInstance("apple");// 實例化Fruit對象
        f.eat();
    }
}

  • 如上兩則程式可以看出：

    每增加一個類，就要修改工廠類，非常的繁瑣複雜；因為工廠類中的對象都是通過new直接實例化，而new就造成了這種高耦合的問題。

  • 解決方法：

    依靠反射實例化對象來完成

    package helloworld;
interface Fruit { // 函數是介面
  public void eat() ; 
}
class Apple implements Fruit {
  @Override
  public void eat() {
      System.out.println("蘋果");
  }
}
class Orange implements Fruit{
  @Override
  public void eat() {
      System.out.println("橘子");
  }
}
class Factory {// 工廠類
  @SuppressWarnings("deprecation")
  public static Fruit getInstance(String className) throws InstantiationException, ReflectiveOperationException, ClassNotFoundException {
      Fruit f = null ; 
      try {
          f = ((Fruit) Class.forName(className).newInstance());
      // 因為 Class.forName（）方法返回的是Object（預設/推薦），所以需要向下轉型為Fruit
      } catch (Exception e) { }
      return f ;
  }
}

public class TestFactory {
  public static void main(String[] args) throws InstantiationException, ClassNotFoundException, ReflectiveOperationException {
      Fruit f = Factory.getInstance("helloworld.Apple");
      f.eat();
  }
}
// 程式中出現疑慮，可以參照"實例分析"

  • 此時的程式就完成瞭解耦和的目的，而且可擴展性非常的強

反射調用方法

  • 定義Book類
package helloworld;

public class Book {
    private String title ; 
    public void setTitle(String title) {
        this.title = title;
    }
    public String getTitle() {
        return title;
    }
}

類中有 無參構造方法 所以實例化對象的時候可以直接利用Class類中的newInstance()方法

  • 在Class類中定義有如下的取得類中Method的操作：

    • 取得類中的全部方法：
    public Method [] getMethods();
    • 取得指定類中方法：
    public Method getMethod(String className , Class<?>... parameterTypes);

    以上返回的是：java.lang.reflect.Method 類的對象

  • Methos類中的調用方法：

    public Object invoke(Object obj , Object … args);

  • 實例：

package helloworld;
import java.lang.reflect.Method;

public class TestDemo {
    public static void main(String [] args) throws InstantiationException, ReflectiveOperationException {
        String classname = "title" ; 
        Class<?> cls = Class.forName("helloworld.Book");
        Object obj = cls.newInstance(); // 給出了Book類的實例化對象
        Method setMet = cls.getMethod("set" + initcap(classname),String.class);
        Method getMed = cls.getMethod("get" + initcap(classname));
        setMet.invoke(obj, "Java");
        System.out.println(getMed.invoke(obj));
    }
    private static String initcap(String str) { // 首字母大寫
        return str.substring(0,1).toUpperCase() + str.substring(1) ;
    }
}

反射調用成員

  • 類中的屬性，一定要在本類實例化對象產生之後才可以分配記憶體空間。

  • 取得全部成員：

    public Field [] getDeclaredFields() ;

  • 取得指定成員：

    public Field getDeclaredFields() ;

  • 返回的類型：java.lang.reflect.Field 類對象

    • 取得屬性內容：
    public Object get(Object obj);
    • 設置屬性內容：
    public void set(Object obj , Object Value);

  • 定義Book類：

package helloworld;

public class Book {
    public String title ;
}
package helloworld;
import java.lang.reflect.Field;;

public class TestDemo {
    public static void main(String [] args) throws InstantiationException, ReflectiveOperationException {
        String classname = "title" ; 
        Class<?> cls = Class.forName("helloworld.Book");
        Object obj = cls.newInstance(); // 給出了Book類的實例化對象
        java.lang.reflect.Field titleField = cls.getDeclaredField("title") ;
        titleField.set(obj, "Java");
        System.out.println(titleField.get(obj));
    }
}
  • 另外，還有一個訪問private私有成員的方法，利用 setAccessible() 方法取消封裝，然後調用成員。
package helloworld;
import java.lang.reflect.Field;;

public class TestDemo {
    public static void main(String [] args) throws InstantiationException, ReflectiveOperationException {
        String classname = "title" ; 
        Class<?> cls = Class.forName("helloworld.Book");
        Object obj = cls.newInstance(); // 給出了Book類的實例化對象
        Field titleField = cls.getDeclaredField("title") ;
        titleField.setAccessible(true);// 取消封裝
        titleField.set(obj, "Java");
        System.out.println( titleField.get(obj) );
    }
}

構造方法和普通方法，也同樣可以取消封裝，但很少使用。

總結

  • 實例化對象的方法增加一種“反射”
  • 反射調用類機構只是一個開始

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