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Java高手需注意25个学习目标

JAVA强大的基础功能JavaReflection

  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。

  Java的这一能力在实际应用中也许用得不是很多,但是在其它的程序设计语言中根本就不存在这一特性。

例如,Pascal、C或者C++中就没有办法在程序中获得函数定义相关的信息。

  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。

  importjava.lang.reflect.*;

  publicclassDumpMethods{

  publicstaticvoidmain(Stringargs[]){

  try{

  Classc=Class.forName(args[0]);

  Methodm[]=c.getDeclaredMethods();

  for(inti=0;i

  System.out.println(m[i].toString());

  }catch(Throwablee){

  System.err.println(e);

  }

  }

  }

  按如下语句执行:

  javaDumpMethodsjava.util.Stack

  它的结果输出为:

  publicjava.lang.Objectjava.util.Stack.push(java.lang.Object)

  publicsynchronizedjava.lang.Objectjava.util.Stack.pop()

  publicsynchronizedjava.lang.Objectjava.util.Stack.peek()

  publicbooleanjava.util.Stack.empty()

  publicsynchronizedintjava.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:

  Classc=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:

  Classc=int.class;

  或者

  Classc=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reflectionAPI来操作这些信息,如下面这段代码:

  Classc=Class.forName("java.lang.String");

  Methodm[]=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:

  classA{

  }

  publicclassinstance1{

  publicstaticvoidmain(Stringargs[]){

  try{

  Classcls=Class.forName("A");

  booleanb1=cls.isInstance(newInteger(37));

  System.out.println(b1);

  booleanb2=cls.isInstance(newA());

  System.out.println(b2);

  }catch(Throwablee){

  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newA()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:

  importjava.lang.reflect.*;

  publicclassmethod1{

  privateintf1(Objectp,intx)throwsNullPointerException{

  if(p==null)

  thrownewNullPointerException();

  returnx;

  }

  publicstaticvoidmain(Stringargs[]){

  try{

  Classcls=Class.forName("method1");

  Methodmethlist[]=cls.getDeclaredMethods();

  for(inti=0;i

  Methodm=methlist[i];

  System.out.println("name="+m.getName());

  System.out.println("declclass="+m.getDeclaringClass());

  Classpvec[]=m.getParameterTypes();

  for(intj=0;j

  System.out.println("param#"+j+""+pvec[j]);

  Classevec[]=m.getExceptionTypes();

  for(intj=0;j

  System.out.println("exc#"+j+""+evec[j]);

  System.out.println("returntype="+m.getReturnType());

  System.out.println("-----");

  }

  }catch(Throwablee){

  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

  declclass=classmethod1

  param#0classjava.lang.Object

  param#1int

  exc#0classjava.lang.NullPointerException

  returntype=int

  -----

  name=main

  declclass=classmethod1

  param#0class[Ljava.lang.String;

  returntype=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:

  importjava.lang.reflect.*;

  publicclassconstructor1{

  publicconstructor1(){

  }

  protectedconstructor1(inti,doubled){

  }

  publicstaticvoidmain(Stringargs[]){

  try{

  Classcls=Class.forName("constructor1");

  Constructorctorlist[]=cls.getDeclaredConstructors();

  for(inti=0;i

  Constructorct=ctorlist[i];

  System.out.println("name="+ct.getName());

  System.out.println("declclass="+ct.getDeclaringClass());

  Classpvec[]=ct.getParameterTypes();

  for(intj=0;j

  System.out.println("param#"+j+""+pvec[j]);

  Classevec[]=ct.getExceptionTypes();

  for(intj=0;j

  System.out.println("exc#"+j+""+evec[j]);

  System.out.println("-----");

  }

  }catch(Throwablee){

  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

  declclass=classconstructor1

  -----

  name=constructor1

  declclass=classconstructor1

  param#0int

  param#1double

  -----

  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:

  importjava.lang.reflect.*;

  publicclassfield1{

  privatedoubled;

  publicstaticfinalinti=37;

  Strings="testing";

  publicstaticvoidmain(Stringargs[]){

  try{

  Classcls=Class.forName("field1");

  Fieldfieldlist[]=cls.getDeclaredFields();

  for(inti=0;i

  Fieldfld=fieldlist[i];

  System.out.println("name="+fld.getName());

  System.out.println("declclass="+fld.getDeclaringClass());

  System.out.println("type="+fld.getType());

  intmod=fld.getModifiers();

  System.out.println("modifiers="+Modifier.toString(mod));

  System.out.println("-----");

  }

  }catch(Throwablee){

  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“privateint”。

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

  declclass=classfield1

  type=double

  modifiers=private

  -----

  name=i

  declclass=classfield1

  type=int

  modifiers=publicstaticfinal

  -----

  name=s

  declclass=classfield1

  type=classjava.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:

  importjava.lang.reflect.*;

  publicclassmethod2{

  publicintadd(inta,intb){

  returna+b;

  }

  publicstaticvoidmain(Stringargs[]){

  try{

  Classcls=Class.forName("method2");

  Classpartypes[]=newClass[2];

  partypes[0]=Integer.TYPE;

  partypes[1]=Integer.TYPE;

  Methodmeth=cls.getMethod("add",partypes);

  method2methobj=newmethod2();

  Objectarglist[]=newObject[2];

  arglist[0]=newInteger(37);

  arglist[1]=newInteger(47);

  Objectretobj=meth.invoke(methobj,arglist);

  Integerretval=(Integer)retobj;

  System.out.println(retval.intvalue());

  }catch(Throwablee){

  System.err.println(e);

  }

  }

  }

  注:

个人认为上面划线的粗体字最好用Objectmethobj=cls.newInstance();来代替,原因很明显如果这个类及方法事先都是清楚的也不需要用reflection了

  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。

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