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[Java教程]细说JAVA反射


 

Reflection 是 Java 程序开发语言的特征之一,它允许运行中的 Java 程序对自身进行检查,或者说“自审”,并能直接操作程序的内部属性。例如,使用它能获得 Java 类中各成员的名称并显示出来。JavaBean 是 reflection 的实际应用之一,它能让一些工具可视化的操作软件组件。这些工具通过 reflection 动态的载入并取得 Java 组件(类) 的属性。
    1. 一个简单的例子
    考虑下面这个简单的例子,让我们看看 reflection 是如何工作的。
    
import java.lang.reflect.*;  public class DumpMethods {    public static void main(String args[]) {      try {        Class c = Class.forName(args[0]);        Method m[] = c.getDeclaredMethods();        for (int i = 0; i < m.length; i++)          System.out.println(m[i].toString());      } catch (Throwable e) {        System.err.println(e);      }    }  }

     按如下语句执行:




    java DumpMethods java.util.Stack
    它的结果输出为:
    
public java.lang.Object java.util.Stack.push(java.lang.Object)public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.pop()public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.peek()public boolean java.util.Stack.empty()public synchronized int java.util.Stack.search(java.lang.Object)

     这样就列出了java.util.Stack 类的各方法名以及它们的限制符和返回类型。




    这个程序使用 Class.forName 载入指定的类,然后调用 getDeclaredMethods 来获取这个类中定义了的方法列表。java.lang.reflect.Methods是用来描述某个类中单个方法的一个类。
 
2.开始使用 Reflection
    用于 reflection 的类,如 Method,可以在 java.lang.relfect 包中找到。使用这些类的时候必须要遵循三个步骤:
    第一步是获得你想操作的类的 java.lang.Class 对象
    在运行中的 Java 程序中,用 java.lang.Class 类来描述类和接口等。
    下面就是获得一个 Class 对象的方法之一:       
Class c = Class.forName("java.lang.String");

    这条语句得到一个 String 类的类对象。还有另一种方法,如下面的语句:




Class c = int.class;




    或者  


Class c = Integer.TYPE;




    它们可获得基本类型的类信息。其中后一种方法中访问的是基本类型的封装类 (如 Integer) 中预先定义好的 TYPE 字段。
    第二步是调用诸如 getDeclaredMethods 的方法,以取得该类中定义的所有方法的列表
    一旦取得这个信息,就可以进行第三步了——
    使用 reflection API 来操作这些信息,如下面这段代码:
Class c = Class.forName("java.lang.String");Method m[] = c.getDeclaredMethods();System.out.println(m[0].toString());

    它将以文本方式打印出 String 中定义的第一个方法的原型。




    在下面的例子中,这三个步骤将为使用 reflection 处理特殊应用程序提供例证。
    模拟 instanceof 操作符
    得到类信息之后,通常下一个步骤就是解决关于 Class 对象的一些基本的问题。例如,Class.isInstance 方法可以用于模拟 instanceof 操作符:
  class A {  }  public class instance1 {    public static void main(String args[]) {      try {        Class cls = Class.forName("A");        boolean b1 = cls.isInstance(new Integer(37));        System.out.println(b1);        boolean b2 = cls.isInstance(new A());        System.out.println(b2);      } catch (Throwable e) {        System.err.println(e);      }    }  }

    在这个例子中创建了一个 A 类的 Class 对象,然后检查一些对象是否是 A 的实例。Integer(37) 不是,但 new A() 是。




 3.找出类的方法
    找出一个类中定义了些什么方法,这是一个非常有价值也非常基础的 reflection 用法。下面的代码就实现了这一用法:
import java.lang.reflect.*;public class method1 {  private int f1(Object p, int x) throws NullPointerException {    if (p == null)      throw new NullPointerException();    return x;  }  public static void main(String args[]) {    try {      Class cls = Class.forName("method1");      Method methlist[] = cls.getDeclaredMethods();      for (int i = 0; i < methlist.length; i++) {        Method m = methlist[i];        System.out.println("name = " + m.getName());        System.out.println("decl class = " + m.getDeclaringClass());        Class pvec[] = m.getParameterTypes();        for (int j = 0; j < pvec.length; j++)          System.out.println("param #" + j + " " + pvec[j]);        Class evec[] = m.getExceptionTypes();        for (int j = 0; j < evec.length; j++)          System.out.println("exc #" + j + " " + evec[j]);        System.out.println("return type = " + m.getReturnType());        System.out.println("-----");      }    } catch (Throwable e) {      System.err.println(e);    }  }}

  




 
    这个程序首先取得 method1 类的描述,然后调用 getDeclaredMethods 来获取一系列的 Method 对象,它们分别描述了定义在类中的每一个方法,包括 public 方法、protected 方法、package 方法和 private 方法等。如果你在程序中使用 getMethods 来代替 getDeclaredMethods,你还能获得继承来的各个方法的信息。
    取得了 Method 对象列表之后,要显示这些方法的参数类型、异常类型和返回值类型等就不难了。这些类型是基本类型还是类类型,都可以由描述类的对象按顺序给出。
    输出的结果如下:
  
 name = f1  decl class = class method1  param #0 class java.lang.Object  param #1 int  exc #0 class java.lang.NullPointerException  return type = int  -----  name = main  decl class = class method1  param #0 class [Ljava.lang.String;  return type = void  -----




    4.获取构造器信息
    获取类构造器的用法与上述获取方法的用法类似,如:

import java.lang.reflect.*;public class constructor1 {  public constructor1() {  }  protected constructor1(int i, double d) {  }  public static void main(String args[]) {    try {      Class cls = Class.forName("constructor1");      Constructor ctorlist[] = cls.getDeclaredConstructors();      for (int i = 0; i < ctorlist.length; i++) {        Constructor ct = ctorlist[i];        System.out.println("name = " + ct.getName());        System.out.println("decl class = " + ct.getDeclaringClass());        Class pvec[] = ct.getParameterTypes();        for (int j = 0; j < pvec.length; j++)          System.out.println("param #" + j + " " + pvec[j]);        Class evec[] = ct.getExceptionTypes();        for (int j = 0; j < evec.length; j++)          System.out.println("exc #" + j + " " + evec[j]);        System.out.println("-----");      }    } catch (Throwable e) {      System.err.println(e);    }  }}

      这个例子中没能获得返回类型的相关信息,那是因为构造器没有返回类型




     这个程序运行的结果是:


 
  name = constructor1  decl class = class constructor1  -----  name = constructor1  decl class = class constructor1  param #0 int  param #1 double  -----

 




    5.获取类的字段(域)
    找出一个类中定义了哪些数据字段也是可能的,下面的代码就在干这个事情:

import java.lang.reflect.*;public class field1 {  private double d;  public static final int i = 37;  String s = "testing";  public static void main(String args[]) {    try {      Class cls = Class.forName("field1");      Field fieldlist[] = cls.getDeclaredFields();      for (int i = 0; i < fieldlist.length; i++) {        Field fld = fieldlist[i];        System.out.println("name = " + fld.getName());        System.out.println("decl class = " + fld.getDeclaringClass());        System.out.println("type = " + fld.getType());        int mod = fld.getModifiers();        System.out.println("modifiers = " + Modifier.toString(mod));        System.out.println("-----");      }    } catch (Throwable e) {      System.err.println(e);    }  }}

 

    这个例子和前面那个例子非常相似。例中使用了一个新东西 Modifier,它也是一个 reflection 类,用来描述字段成员的修饰语,如“private int”。这些修饰语自身由整数描述,而且使用 Modifier.toString 来返回以“官方”顺序排列的字符串描述 (如“static”在“final”之前)。这个程序的输出是:

  name = d  decl class = class field1  type = double  modifiers = private  -----  name = i  decl class = class field1  type = int  modifiers = public static final  -----  name = s  decl class = class field1  type = class java.lang.String  modifiers =  -----

 




    和获取方法的情况一下,获取字段的时候也可以只取得在当前类中申明了的字段信息 (getDeclaredFields),或者也可以取得父类中定义的字段 (getFields) 。

 

    6.根据方法的名称来执行方法
    文本到这里,所举的例子无一例外都与如何获取类的信息有关。我们也可以用 reflection 来做一些其它的事情,比如执行一个指定了名称的方法。下面的示例演示了这一操作:

import java.lang.reflect.*;public class method2 {  public int add(int a, int b) {    return a + b;  }  public static void main(String args[]) {    try {      Class cls = Class.forName("method2");      Class partypes[] = new Class[2];      partypes[0] = Integer.TYPE;      partypes[1] = Integer.TYPE;      Method meth = cls.getMethod("add", partypes);      method2 methobj = new method2();      Object arglist[] = new Object[2];      arglist[0] = new Integer(37);      arglist[1] = new Integer(47);      Object retobj = meth.invoke(methobj, arglist);      Integer retval = (Integer) retobj;      System.out.println(retval.intValue());    } catch (Throwable e) {      System.err.println(e);    }  }}

 




假如一个程序在执行的某处的时候才知道需要执行某个方法,这个方法的名称是在程序的运行过程中指定的 (例如,JavaBean 开发环境中就会做这样的事),那么上面的程序演示了如何做到。
    上例中,getMethod 用于查找一个具有两个整型参数且名为 add 的方法。找到该方法并创建了相应的 Method 对象之后,在正确的对象实例中执行它。执行该方法的时候,需要提供一个参数列表,这在上例中是分别包装了整数 37 和 47 的两个 Integer 对象。执行方法的返回的同样是一个 Integer 对象,它封装了返回值 84。
    7.创建新的对象
    对于构造器,则不能像执行方法那样进行,因为执行一个构造器就意味着创建了一个新的对象 (准确的说,创建一个对象的过程包括分配内存和构造对象)。所以,与上例最相似的例子如下:

  import java.lang.reflect.*;  public class constructor2 {    public constructor2() {    }    public constructor2(int a, int b) {      System.out.println("a = " + a + " b = " + b);    }    public static void main(String args[]) {      try {        Class cls = Class.forName("constructor2");        Class partypes[] = new Class[2];        partypes[0] = Integer.TYPE;        partypes[1] = Integer.TYPE;        Constructor ct = cls.getConstructor(partypes);        Object arglist[] = new Object[2];        arglist[0] = new Integer(37);        arglist[1] = new Integer(47);        Object retobj = ct.newInstance(arglist);      } catch (Throwable e) {        System.err.println(e);      }    }  }

 




 

    根据指定的参数类型找到相应的构造函数并执行它,以创建一个新的对象实例。使用这种方法可以在程序运行时动态地创建对象,而不是在编译的时候创建对象,这一点非常有价值。
    (这里如果使用无参构造器创建对象的话,这可以直接使用Class.forName("...").newInstance();来创建对象
    8.改变字段(域)的值
    reflection 的还有一个用处就是改变对象数据字段的值。reflection 可以从正在运行的程序中根据名称找到对象的字段并改变它,下面的例子可以说明这一点:

  import java.lang.reflect.*;  public class field2 {    public double d;    public static void main(String args[]) {      try {        Class cls = Class.forName("field2");        Field fld = cls.getField("d");        field2 f2obj = new field2();        System.out.println("d = " + f2obj.d);        fld.setDouble(f2obj, 12.34);        System.out.println("d = " + f2obj.d);      } catch (Throwable e) {        System.err.println(e);      }    }  }

 




 

    这个例子中,字段 d 的值被变为了 12.34。
    9.使用数组
    本文介绍的 reflection 的最后一种用法是创建的操作数组。数组在 Java 语言中是一种特殊的类类型,一个数组的引用可以赋给 Object 引用。观察下面的例子看看数组是怎么工作的:

  import java.lang.reflect.*;  public class array1 {    public static void main(String args[]) {      try {        Class cls = Class.forName("java.lang.String");        Object arr = Array.newInstance(cls, 10);        Array.set(arr, 5, "this is a test");        String s = (String) Array.get(arr, 5);        System.out.println(s);      } catch (Throwable e) {        System.err.println(e);      }    }  }

 




    例中创建了 10 个单位长度的 String 数组,为第 5 个位置的字符串赋了值,最后将这个字符串从数组中取得并打印了出来。
    下面这段代码提供了一个更复杂的例子:

  import java.lang.reflect.*;  public class array2 {    public static void main(String args[]) {      int dims[] = new int[]{5, 10, 15};      Object arr = Array.newInstance(Integer.TYPE, dims);      Object arrobj = Array.get(arr, 3);      Class cls = arrobj.getClass().getComponentType();      System.out.println(cls);      arrobj = Array.get(arrobj, 5);      Array.setInt(arrobj, 10, 37);      int arrcast[][][] = (int[][][]) arr;      System.out.println(arrcast[3][5][10]);    }  }

 




 

    例中创建了一个 5 x 10 x 15 的整型数组,并为处于 [3][5][10] 的元素赋了值为 37。注意,多维数组实际上就是数组的数组,例如,第一个 Array.get 之后,arrobj 是一个 10 x 15 的数组。进而取得其中的一个元素,即长度为 15 的数组,并使用 Array.setInt 为它的第 10 个元素赋值。
    注意创建数组时的类型是动态的,在编译时并不知道其类型。

 

   来源:http://itlab.idcquan.com/Java/base/742955_4.html