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Java核心技术之反射

2024-04-02 19:55

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一、Class类与Java反射

Class textFieldC=tetxField.getClass(); //tetxField为JTextField类对象

反射可访问的主要描述

1、访问构造方法

每个Constructor对象代表一个构造方法，利用Constructor对象可以操纵相应的构造方法。

getConstructors() //获取公有
getConstructor(Class<?>... parameterTypes) //获取指定公有
getDeclaredConstructors() //获取所有
getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes) //获取指定方法

创建Demo1类，声明String类型成员变量和3个int类型成员变量，并提供3个构造方法。


package bao;
 public class Demo1{
 	String s;
	int i,i2,i3;
	private Demo1() {
 	}
		protected Demo1(String s,int i) {
			this.s=s;
			this.i=i;
		}
		public Demo1(String... strings)throws NumberFormatException{
			if(0<strings.length) {
				i=Integer.valueOf(strings[0]);
			}
			if(1<strings.length) {
				i2=Integer.valueOf(strings[0]);
			}
			if(2<strings.length) {
				i3=Integer.valueOf(strings[0]);
			}
		}
 		public  void print() {
			System.out.println("s="+s);
			System.out.println("i="+i);
			System.out.println("i2="+i2);
			System.out.println("i3="+i3);
		}
 }

编写Main类，在该类对Demo1进行反射访问的所有构造方法，并将该构造方法是否允许带有可变数量的参数、入口参数和可能抛出的异常类型信息输出。


package bao;
 import java.lang.reflect.Constructor;
 public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		Demo1 demo=new Demo1("10","20","30");
		Class<? extends Demo1>demoC=demo.getClass();  
		//获得所有构造方法
		Constructor[] declaredConstryctors=demoC.getDeclaredConstructors();
		for(int i=0;i<declaredConstryctors.length;i++) {
			Constructor<?> constructor=declaredConstryctors[i];
			System.out.println("查看是否允许带有可变数量的参数："+constructor.isVarArgs());
			System.out.println("该构造方法的入口参数类型依次为：");
			Class[]parameterTypes=constructor.getParameterTypes();      //获取所有参数类型
			for(int j=0;j<parameterTypes.length;j++) {
				System.out.println(" "+parameterTypes[j]);
			}
			System.out.println("该构造方法的入口可能抛出异常类型为：");
			//获取所有可能抛出的异常信息类型
			Class[] exceptionTypes=constructor.getExceptionTypes();
			for(int j=0;j<exceptionTypes.length;j++) {
				System.out.println(" "+exceptionTypes[j]);
			}
			Demo1 example2=null;
			while(example2==null) {
				try {           
					if(i==2) {
						example2=(Demo1)constructor.newInstance();
				}else if(i==1) {
					example2=(Demo1)constructor.newInstance("7",5);
				}else {
					Object[] parameters=new Object[] {new String[] {"100","200","300"}};
					example2=(Demo1)constructor.newInstance(parameters);		
				}	
				}catch(Exception e){
				System.out.println("在创建对象时抛出异常，下面执行setAccessible()方法");
				constructor.setAccessible(true);     //设置允许访问
				}
			}
			if(example2!=null) {
				example2.print();
				System.out.println();
			}
		}
 	}
}

2、访问成员变量

每个Field对象代表一个成员变量，利用Field对象可以操纵相应的成员变量。

getFields()
getField(String name)
getDeclaredFields()
getDeclaredField(String name)

创建Demo1类依次声明int、fioat、boolean和String类型的成员变量，并设置不同的访问权。


package bao;
 public class Demo1{
	int i;
	public float f;
	protected boolean b;
	private String s;
}

通过反射访问Demo1类中的所有成员变量，将成成员变量的名称和类型信息输出。


package bao;
 import java.lang.reflect.Field;
public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		Demo1 demo=new Demo1();
		Class demoC=demo.getClass();
		//获得所有成员变量
		Field[] declaredField=demoC.getDeclaredFields();
		for(int i=0;i<declaredField.length;i++) {
			Field field=declaredField[i];
			System.out.println("名称为："+field.getName());   //获取成员变量名称
 			Class fieldType=field.getType();   ///获取成员变量类型
			System.out.println("类型为："+fieldType);
			boolean isTurn=true;
			while(isTurn) {
				try {
					isTurn=false;
					System.out.println("修改前的值为："+field.get(demo));
					if(fieldType.equals(int.class)) {     //判断成员变量的类型是否为int类型
						System.out.println("利用方法setInt()修改成员变量的值");
						field.setInt(demo, 168);      //为int类型成员变量赋值
					}else if(fieldType.equals(float.class)){     //判断成员变量的类型是否为float类型
						System.out.println("利用方法 setFloat()修改成员变量的值");      
						field.setFloat(demo, 99.9F);      //为float类型成员变量赋值
					}else if(fieldType.equals(boolean.class)){      //判断成员变量的类型是否为boolean类型
						System.out.println("利用方法 setBoolean()修改成员变量的值");
						field.setBoolean(demo, true);      //为boolean类型成员变量赋值
					}else {
						System.out.println("利用方法 set()修改成员变量的值");
						field.set(demo, "MWQ");            //可以为各种类型的成员变量赋值
					}
					//获得成员变量值
					System.out.println("修改后的值为："+field.get(demo));
				}catch(Exception e) {
					System.out.println("在设置成员变量值时抛出异常，"+"下面执行setAccesssible()方法！");
 					field.setAccessible(true);       //设置为允许访问
					isTurn=true;
				}
			}
			System.out.println();
		}
	}
}

3、访问方法

每个Method对象代表一个方法，利用Method对象可以操纵相应的方法。

getMethods()
getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
getDeclaredMethods()
getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)

创建Demo1类，编写4个典型方法。


package bao;
 public class Demo1{
    static void staitcMethod() {
    	System.out.println("执行staitcMethod()方法");
    }
    public int publicMethod(int i) {
    	System.out.println("执行publicMethod()方法");
    	return i*100;
    }
    protected int protectedMethod(String s,int i)throws NumberFormatException {
    	System.out.println("执行protectedMethod()方法");
    	return Integer.valueOf(s)+i;
    }
    private String privateMethod(String...strings) {
    	System.out.println("执行privateMethod()方法");
    	StringBuffer stringBuffer=new StringBuffer();
    	for(int i=0;i<stringBuffer.length();i++) {
    		stringBuffer.append(strings[i]);
    	}
    	return stringBuffer.toString();
    }
 }

反射访问Demm1类中的所有方法，将方法的名称、入口参数类型、返回值类型等信息输出


package bao;
 import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
public class Main {
	public static void main(String[] args) {
	Demo1 demo = new Demo1();
	Class demoC = demo.getClass();
	// 获得所有方法
	Method[] declaredMethods = demoC.getDeclaredMethods();
	for (int i = 0; i < declaredMethods.length; i++) {
		Method method = declaredMethods[i]; // 遍历方法
		System.out.println("名称为：" + method.getName()); // 获得方法名称
		System.out.println("是否允许带有可变数量的参数：" + method.isVarArgs());
		System.out.println("入口参数类型依次为：");
		// 获得所有参数类型
		Class[] parameterTypes = method.getParameterTypes();
		for (int j = 0; j < parameterTypes.length; j++) {
			System.out.println(" " + parameterTypes[j]);
		}
		// 获得方法返回值类型
		System.out.println("返回值类型为：" + method.getReturnType());
		System.out.println("可能抛出的异常类型有：");
		// 获得方法可能抛出的所有异常类型
		Class[] exceptionTypes = method.getExceptionTypes();
		for (int j = 0; j < exceptionTypes.length; j++) {
			System.out.println(" " + exceptionTypes[j]);
		}
		boolean isTurn = true;
		while (isTurn) {
			try {
				isTurn = false;
				if("staitcMethod".equals(method.getName())) {
					method.invoke(demo);                         // 执行没有入口参数的方法
				}else if("publicMethod".equals(method.getName())) {
					System.out.println("返回值为："+ method.invoke(demo, 168)); // 执行方法
				}else if("protectedMethod".equals(method.getName())) {
					System.out.println("返回值为："+ method.invoke(demo, "7", 5)); // 执行方法
				}else {
					Object[] parameters = new Object[] { new String[] {"M", "W", "Q" } }; // 定义二维数组
					System.out.println("返回值为："+ method.invoke(demo, parameters));
				}
			}catch(Exception e) {
				System.out.println("在执行方法时抛出异常，"
						+ "下面执行setAccessible()方法！");
				method.setAccessible(true); // 设置为允许访问
				isTurn = true;
			}
		}
		System.out.println();
	}
	}
}

二、使用Annotation功能

1、定义Annotation类型

在定义Annotation类型时，也需要用到用来定义接口的interface关键字，不过需要在interface关键字前加一个“@”符号，即定义Annotation类型的关键字为@interface，这个关键字的隐含意思是继承了java.lang.annotation.Annotation接口。

public @interface NoMemberAnnotation{

String value();

}

@interface：声明关键字。

NoMemberAnnotation：注解名称。

String：成员类型。

value：成员名称。

定义并使用Annotation类型

①定义Annotation类型@Constructor_Annotation的有效范围为运行时加载Annotation到JVM中。


package annotationbao;
 import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
 @Target(ElementType.CONSTRUCTOR)        // 用于构造方法
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)    // 在运行时加载Annotation到JVM中
public @interface Constructor_Annotation{
    String value() default "默认构造方法";         // 定义一个具有默认值的String型成员
}

②定义一个来注释字段、方法和参数的Annotation类型@Field_Method_Parameter_Annotation的有效范围为运行时加载Annotation到JVM中


package annotationbao;
 import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
 @Target({ElementType.FIELD,ElementType.METHOD,ElementType.PARAMETER})   // 用于字段、方法和参数
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)     // 在运行时加载Annotation到JVM中
public @interface Field_Method_Parameter_Annotation{
	String descrblic();     // 定义一个没有默认值的String型成员
	Class type() default void.class;    // 定义一个具有默认值的Class型成员
}

③编写一个Record类，在该类中运用前面定义Annotation类型的@Constructor_Annotation和@Field_Method_Parameter_Annotation对构造方法、字段、方法和参数进行注释。


package annotationbao;
 public class Record {
 	@Field_Method_Parameter_Annotation(describe = "编号", type = int.class)
	int id;
 	@Field_Method_Parameter_Annotation(describe = "姓名", type = String.class)
	String name;
 	@Constructor_Annotation()
	public Record() {
	}
 	@Constructor_Annotation("立即初始化构造方法")
	public Record(
			@Field_Method_Parameter_Annotation(describe = "编号", type = int.class)
			int id,
			@Field_Method_Parameter_Annotation(describe = "姓名", type = String.class)
			String name) {
		this.id = id;
		this.name = name;
	}
 	@Field_Method_Parameter_Annotation(describe = "获得编号", type = int.class)
	public int getId() {
		return id;
	}
 	@Field_Method_Parameter_Annotation(describe = "设置编号")
	public void setId(
			@Field_Method_Parameter_Annotation(describe = "编号", type = int.class)int id) {
		this.id = id;
	}
 	@Field_Method_Parameter_Annotation(describe = "获得姓名", type = String.class)
	public String getName() {
		return name;
	}
 	@Field_Method_Parameter_Annotation(describe = "设置姓名")
	public void setName(
			@Field_Method_Parameter_Annotation(describe = "姓名", type = String.class)String name) {
		this.name = name;
	}
 }

2、访问Annotation信息

如果在定义Annotation类型时将@Retention设置为RetentionPolicy.RUNTIME，那么在运行程序时通过反射就可以获取到相关的Annotation信息，如获取构造方法、字段和方法的Annotation信息。

联合以上的定义并使用Annotation类型，通过反射访问Record类中的Annotation信息。


package annotationbao;
import java.lang.annotation.*;
import java.lang.reflect.*;
 public class Main_05 {
 	public static void main(String[] args) {
 		Class recordC = null;
		try {
			recordC = Class.forName("Record");
		} catch (ClassNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		}
 		System.out.println("------ 构造方法的描述如下 ------");
		Constructor[] declaredConstructors = recordC
				.getDeclaredConstructors(); // 获得所有构造方法
		for (int i = 0; i < declaredConstructors.length; i++) {
			Constructor constructor = declaredConstructors[i]; // 遍历构造方法
			// 查看是否具有指定类型的注释
			if (constructor
					.isAnnotationPresent(Constructor_Annotation.class)) {
				// 获得指定类型的注释
				Constructor_Annotation ca = (Constructor_Annotation) constructor
						.getAnnotation(Constructor_Annotation.class);
				System.out.println(ca.value()); // 获得注释信息
			}
			Annotation[][] parameterAnnotations = constructor
					.getParameterAnnotations(); // 获得参数的注释
			for (int j = 0; j < parameterAnnotations.length; j++) {
				// 获得指定参数注释的长度
				int length = parameterAnnotations[j].length;
				if (length == 0) // 如果长度为0则表示没有为该参数添加注释
					System.out.println("    未添加Annotation的参数");
				else
					for (int k = 0; k < length; k++) {
						// 获得参数的注释
						Field_Method_Parameter_Annotation pa = (Field_Method_Parameter_Annotation) parameterAnnotations[j][k];
						System.out.print("    " + pa.describe()); // 获得参数描述
						System.out.println("    " + pa.type()); // 获得参数类型
					}
			}
			System.out.println();
		}
 		System.out.println();
 		System.out.println("-------- 字段的描述如下 --------");
		Field[] declaredFields = recordC.getDeclaredFields(); // 获得所有字段
		for (int i = 0; i < declaredFields.length; i++) {
			Field field = declaredFields[i]; // 遍历字段
			// 查看是否具有指定类型的注释
			if (field
					.isAnnotationPresent(Field_Method_Parameter_Annotation.class)) {
				// 获得指定类型的注释
				Field_Method_Parameter_Annotation fa = field
						.getAnnotation(Field_Method_Parameter_Annotation.class);
				System.out.print("    " + fa.describe()); // 获得字段的描述
				System.out.println("    " + fa.type()); // 获得字段的类型
			}
		}
 		System.out.println();
 		System.out.println("-------- 方法的描述如下 --------");
		Method[] methods = recordC.getDeclaredMethods(); // 获得所有方法
		for (int i = 0; i < methods.length; i++) {
			Method method = methods[i]; // 遍历方法
			// 查看是否具有指定类型的注释
			if (method
					.isAnnotationPresent(Field_Method_Parameter_Annotation.class)) {
				// 获得指定类型的注释
				Field_Method_Parameter_Annotation ma = method
						.getAnnotation(Field_Method_Parameter_Annotation.class);
				System.out.println(ma.describe()); // 获得方法的描述
				System.out.println(ma.type()); // 获得方法的返回值类型
			}
			Annotation[][] parameterAnnotations = method
					.getParameterAnnotations(); // 获得参数的注释
			for (int j = 0; j < parameterAnnotations.length; j++) {
				int length = parameterAnnotations[j].length; // 获得指定参数注释的长度
				if (length == 0) // 如果长度为0表示没有为该参数添加注释
					System.out.println("    未添加Annotation的参数");
				else
					for (int k = 0; k < length; k++) {
						// 获得指定类型的注释
						Field_Method_Parameter_Annotation pa = (Field_Method_Parameter_Annotation) parameterAnnotations[j][k];
						System.out.print("    " + pa.describe()); // 获得参数的描述
						System.out.println("    " + pa.type()); // 获得参数的类型
					}
			}
			System.out.println();
		}
 	}
}