定义:Java的反射机制是在运行状态中,对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法;对于任意一个对象,都能够调用它的任意方法和属性,既然能拿到那么,我们就可以修改部分类型信息;这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射(reflection)机制。
用途:
Java程序中许多对象在运行时会出现两种类型:运行时类型和编译时类型,例如Person p = new Student();这句代码中p在编译时类型为Person,运行时类型为Student。程序需要在运行时发现对象和类的真实信息。而通过使用反射程序就能判断出该对象和类属于哪些类。
Java文件被编译后,生成了.class文件,JVM此时就要去解读.class文件,被编译后的Java文件 (.class)也被JVM解析为一个对象,这个对象就是 java.lang.Class。这样当程序在运行时,每个java文件就最终变成了Class类对象的一个实例。我们通过Java的反射机制应用到这个实例,就可以获得甚至去添加改变这个类的属性和动作,使这个类成为一个动态的类。
1. Class类中的相关方法
2. 反射示例
2.1 获得Class对象的三种方式
在反射前,需要做的第一步是拿到当前需要反射的类的Class对象,然后通过Class对象的核心方法,达到反射的目的,即:在运行状态中,对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法;对于任意一个对象,都能够调用它的任意方法和属性,既然能拿到那么,我们就可以修改部分类型信息。
第一种:使用Class.forName(“类的全路径名”),静态方法。
前提:已明确类的全路径名
第二种:使用**.class方法。
说明:仅适合在编译前就已经明确要操作的 Class
第三种:使用类对象的getClass()**方法。
Student类放在包reflect中。
class Student{
//私有属性name
private String name = "hello";
//公有属性age
public int age = 18;
//不带参数的构造方法
public Student(){
System.out.println("Student():公开的且不带参数的构造方法");
}
private Student(String name,int age) {
this.name = name;
this.age = age;
System.out.println("Student(String,name):私有的且带两个参数的构造方法");
}
private void eat(){
System.out.println("私有的方法,正在吃饭");
}
public void sleep(){
System.out.println("公有的方法,正在睡觉");
}
private void function(String str) {
System.out.println("私有的方法,str"+str);
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
}
public class Text {
public static void main(String[] args) {
// 1.通过getClass获取Class对象
Student student1 = new Student();
Class class1 = student1.getClass();
/*
2.直接通过 类名.class 的方式得到,该方法最安全可靠,程序性能更高
说明任何一个类都有一个隐含的静态成员变量 class
*/
Class class2 = Student.class;
/*
3.通过 Class对象的 forName() 静态方法来获取,用的最多
注意这里是类的全路径,如果有包需要加包的路径
可能抛出 ClassNotFoundException 异常
*/
Class class3 = null;
try{
class3 = Class.forName("reflect.Student");
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(class1);//class reflect.Student
System.out.println(class2);//class reflect.Student
System.out.println(class3);//class reflect.Student
/*
一个类在 JVM 中只会有一个 Class 实例
*/
System.out.println(class1 == class2);//true
System.out.println(class1 == class3);//true
System.out.println(class2 == class3);//true
}
}
2.2 反射的使用
接下来开始使用反射,反射上面的Student类,把反射的逻辑写到另外的类当中进行理解
注意:所有和反射相关的包都在 import java.lang.reflect 包下面。
package reflect;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
public class ReflectText {
//创建对象
public static void reflectNewInstance(){
try{
Class<?> classStudent = Class.forName("reflect.Student");
// 创建类的实例
Student student = (Student) classStudent.newInstance();
/*
Student():公开的且不带参数的构造方法
Student{name='hello', age=18}
以上为打印结果
*/
System.out.println(student);
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//反射私有的构造方法,屏蔽共有构造方法
public static void reflectPrivateConstructor(){
try {
Class<?> classStudent = Class.forName("reflect.Student");
//注意传入对应的参数
Constructor<?> declaredconstructorStudent = classStudent.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
///设置为true后可修改访问权限 此时,私有的构造方法为公有
declaredconstructorStudent.setAccessible(true);
Student student = (Student) declaredconstructorStudent.newInstance("wangwu",15);
/*
Student(String,name):私有的且带两个参数的构造方法
获取私有构造函数并修改姓名和年龄:Student{name='wangwu', age=15}
以上为打印内容
*/
System.out.println("获取私有构造函数并修改姓名和年龄:"+student);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
//反射私有属性
public static void reflectPrivateField(){
try {
Class<?> classStudent = Class.forName("reflect.Student");
Field field = classStudent.getDeclaredField("name");
field.setAccessible(true);
//可以修改该属性的值
Student student = (Student) classStudent.newInstance();
field.set(student,"小明");
/*
Student():公开的且不带参数的构造方法
Student{name='小明', age=18}
以上为打印内容
*/
System.out.println(student);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
//反射私有方法
public static void reflectPrivateMethod() {
try {
Class<?> classStudent = Class.forName("reflect.Student");
// 方法名 参数
Method methodStudent = classStudent.getDeclaredMethod("function", String.class);
//私有的要加setAccessible(true) 才能使用
methodStudent.setAccessible(true);
Student student = (Student) classStudent.newInstance();
/*
Student():公开的且不带参数的构造方法
私有的方法,str反射私有的方法并调用
以上为打印内容
*/
methodStudent.invoke(student,"反射私有的方法并调用");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
//reflectNewInstance();
//reflectPrivateConstructor();
//reflectPrivateField();
reflectPrivateMethod();
}
}
优点:
枚举是在JDK1.5以后引入的。主要用途是:将一组常量组织起来,在这之前表示一组常量通常使用定义常量的方式:
public static final int RED = 1;
public static final int GREEN = 2;
public static final int BLACK = 3;
但常量定义有不好的地方,例如:可能碰巧有个数字1,但有可能误会为是RED,现在可以直接用枚举进行组织,这样一来,就拥有了类型(枚举类型),而不是整型1。
public enum TestEnum {
RED,BLACK,GREEN;
}
优点:将常量组织起来统一进行管理
场景:错误状态码,消息类型,颜色的划分,状态机等。
本质:是 java.lang.Enum 的子类,也就是说,自己写的枚举类,就算没有显示的继承 Enum ,但其默认继承这个类。
1.switch语句
public enum EnumText {
RED,BLACK,GREEN,WHITE;
public static void main(String[] args) {
EnumText enumText1 = EnumText.RED;
EnumText enumText2 = EnumText.BLACK;
EnumText enumText3 = EnumText.GREEN;
System.out.println(enumText1);//RED
System.out.println(enumText2);//BLACK
System.out.println(enumText3);//GREEN
switch (enumText1){
case RED:
System.out.println("red");
break;
case BLACK:
System.out.println("black");
break;
case GREEN:
System.out.println("green");
break;
case WHITE:
System.out.println("white");
break;
default:
break;
}
}
}
public enum EnumText {
RED,BLACK,GREEN,WHITE;
public static void main(String[] args) {
//.values()获取枚举类型所有成员
EnumText[] enumText1 = EnumText.values();
for (int i = 0; i < enumText1.length; i++) {
//.ordinal()获取枚举成员索引位置
//RED: 0
//BLACK: 1
//GREEN: 2
//WHITE: 3
System.out.println(enumText1[i]+": "+enumText1[i].ordinal());
}
System.out.println(EnumText.valueOf("GREEN"));//GREEN
}
}
public enum EnumText {
RED,BLACK,GREEN,WHITE;
public static void main(String[] args) {
EnumText enumText1 = EnumText.RED;
EnumText enumText2 = EnumText.BLACK;
System.out.println(enumText1.compareTo(enumText2));//-1
System.out.println(RED.compareTo(enumText2));//-1
System.out.println(RED.compareTo(BLACK));//-1
}
}
在Java当中枚举实际上就是一个类,在定义枚举时,还可以这样定义和使用枚举:
重要:枚举的构造方法默认是私有的
public enum EnumText2 {
RED("red",1),BLACK("black",2),GREEN("green",3),WHITE("white",4);//枚举成员必须在第一行
private String name;
private int key;
/**
* 当枚举对象有参数后,需要提供相应的构造方法,且构造方法是私有的
* @param name
* @param key
*/
private EnumText2(String name,int key){
this.name = name;
this.key = key;
}
public static EnumText2 getEnumKey(int key){
for (EnumText2 enumText2:EnumText2.values()) {
if (enumText2.key == key){
return enumText2;
}
}
return null;
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(getEnumKey(0));//null
System.out.println(getEnumKey(1));//RED
}
}
优点:
1.枚举是否可以通过反射,拿到实例对象呢?
通过对上述反射的了解,可以知道,任何一个类,哪怕其构造方法是私有的,我们也可以通过反射拿到他的实例对象,那么枚举的构造方法也是私有的,我们是否可以拿到呢?接下来,我们来实验一下:
public enum EnumText2 {
RED("red",1),BLACK("black",2),GREEN("green",3),WHITE("white",4);
private String name;
private int key;
/**
* 当枚举对象有参数后,需要提供相应的构造方法,且构造方法是私有的
* @param name
* @param key
*/
private EnumText2(String name,int key){
this.name = name;
this.key = key;
}
//获取key对应的枚举成员
public static EnumText2 getEnumKey(int key){
for (EnumText2 enumText2:EnumText2.values()) {
if (enumText2.key == key){
return enumText2;
}
}
return null;
}
//获取枚举的私有构造方法
public static void reflectPrivateConstructor() {
try {
// 获取Class对象:EnumText2
Class<?> classEnum = Class.forName("enums.EnumText2");
//获取私有构造方法 当前枚举类是提供了两个参数分别是String和int
Constructor<?> declaredConstructorEnum = classEnum.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
// 设为true 修改构造方法访问权限
declaredConstructorEnum.setAccessible(true);
// 创建类的实例
EnumText2 enumText2 = (EnumText2) declaredConstructorEnum.newInstance("蓝色",555);
System.out.println("获取枚举的私有构造方法:"+enumText2);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
reflectPrivateConstructor();
}
}
运行结果:
异常信息是: java.lang.NoSuchMethodException: TestEnum.(java.lang.String, int) ,意思是:就是没有对应的构造方法,所有的枚举类,都是默认继承与 java.lang.Enum ,继承了父类除构造函数外的所有东西,并且子类要帮助父类进行构造!而我们写的类,并没有帮助父类构造,那意思是,我们要在自己的枚举类里面,提供super吗?不是的,枚举比较特殊,虽然写的是两个,但是默认他还添加了两个参数,哪两个参数呢?我们看一下Enum类的源码:
protected Enum(String name, int ordinal) {
this.name = name;
this.ordinal = ordinal;
}
也就是说,自己的构造函数有两个参数一个是String一个是int,同时他默认后边还会给两个参数,一个是String一个是int,也就是说,这里我们正确给的是4个参数
//获取枚举的私有构造方法
public static void reflectPrivateConstructor() {
try {
// 获取Class对象:EnumText2
Class<?> classEnum = Class.forName("enums.EnumText2");
//获取私有构造方法 提供了4个参数分别是String、int、String、int
Constructor<?> declaredConstructorStudent=
classEnum.getDeclaredConstructor(String.class,int.class,String.class,int.class);
// 设为true 修改构造方法访问权限
declaredConstructorStudent.setAccessible(true);
// 创建类的实例
EnumText2 enumText2 = (EnumText2)declaredConstructorStudent.newInstance("父类参数",222,"蓝色",555);
System.out.println("获取枚举的私有构造方法:"+enumText2);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
运行结果:
此时的异常信息是:IllegalArgumentException,提示我们不能反射地创建枚举对象,即不能通过反射获取枚举类的实例
Lambda表达式是Java SE 8中一个重要的新特性。lambda表达式允许你通过表达式来代替功能接口。 lambda表达式就和方法一样,它提供了一个正常的参数列表和一个使用这些参数的主体(可以是一个表达式或一个代码
块)。 Lambda 表达式,基于数学中的λ演算得名,也可称为闭包。
1.Lambda 表达式语法
基本语法: (parameters) -> expression 或 (parameters) ->{ statements; }
// 1. 不需要参数,返回值为 2
() -> 2
// 2. 接收一个参数(数字类型),返回其2倍的值
x -> 2 * x
// 3. 接受2个参数(数字),并返回他们的和
(x, y) -> x + y
// 4. 接收2个int型整数,返回他们的乘积
(int x, int y) -> x * y
// 5. 接收一个 String 对象,并打印,不返回任何值(看起来像是返回void)
(String s) -> System.out.print(s)
2.函数式接口
要了解Lambda表达式,首先需要了解什么是函数式接口,函数式接口定义:一个接口有且只有一个抽象方法。
注意:
@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {
//注意:只能有一个方法
void test();
}
但这种方式也是可以的:
@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {
void test();
default void test2() {
System.out.println("函数式接口中的普通方法");
}
}
先准备好几个接口:
//无返回值无参数
@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {
void test();
}
//无返回值一个参数
@FunctionalInterface
interface OneParameterNoReturn {
void test(int a);
}
//无返回值多个参数
@FunctionalInterface
interface MoreParameterNoReturn {
void test(int a,int b);
}
//有返回值无参数
@FunctionalInterface
interface NoParameterReturn {
int test();
}
//有返回值一个参数
@FunctionalInterface
interface OneParameterReturn {
int test(int a);
}
//有返回值多参数
@FunctionalInterface
interface MoreParameterReturn {
int test(int a,int b);
}
Lambda可以理解为:Lambda就是匿名内部类的简化,实际上是创建了一个类,实现了接口,重写了接口的方法。
没有使用lambda表达式的时候的调用方式 :
// 匿名内部类 实现NoParameterNoReturn接口
NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = new NoParameterNoReturn() {
@Override
public void test() {
System.out.println("实现接口中无参数无返回值的方法");
}
};
noParameterNoReturn.test();
具体使用见以下示例代码:
public class LambdaText {
public static void main(String[] args) {
//无参数无返回值
NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = ()-> System.out.println("重写接口中无参数无返回值的方法text()");
noParameterNoReturn.test();
//有一个参数无返回值
OneParameterNoReturn oneParameterNoReturn = a-> System.out.println("重写接口中 有一个参数无返回值的方法 text()"+a);
oneParameterNoReturn.test(10);
//有多个参数无返回值
MoreParameterNoReturn moreParameterNoReturn = (a,b)-> System.out.println("重写接口中 有多个参数无返回值的方法 text()"+(a+b));
moreParameterNoReturn.test(10,15);
//无参数有返回值
NoParameterReturn noParameterReturn = ()-> {System.out.println("重写接口中 无参数有返回值的方法text()");return 1;};
noParameterReturn.test();
//有一个参数有返回值
OneParameterReturn oneParameterReturn = a -> {System.out.println("重写接口中 有一个参数有返回值的方法text()"+a);return 2;};
oneParameterReturn.test(10);
//有多个参数有返回值
MoreParameterReturn moreParameterReturn = (a,b)-> {System.out.println("重写接口中 有多个参数有返回值的方法text()"+(a+b));return 3;};
moreParameterReturn.test(10,15);
}
}
总结:
Lambda 表达式中存在变量捕获 ,了解了变量捕获之后,我们才能更好的理解Lambda 表达式的作用域 。Java当
中的匿名类中,会存在变量捕获。
1.匿名内部类
匿名内部类就是没有名字的内部类 ,这里只是为了说明变量捕获,故匿名内部类只要会使用就好,那么下面我们来简单的看看匿名内部类的使用就好了。
匿名内部类详解
class Text{
public void func(){
System.out.println("func()");
}
}
public class AnonymityText {
public static void main(String[] args) {
new Text(){
@Override
public void func() {
System.out.println("创建内部类,重写Text中的普通方法func()");
}
};
}
}
在上述代码当中的main函数当中,就是一个匿名内部类的简单的使用。
2.匿名内部类的变量捕获
class Text{
public void func(){
System.out.println("func()");
}
}
public class AnonymityText {
public static void main(String[] args) {
int a = 100;
new Text(){
@Override
public void func() {
System.out.println("创建内部类,重写Text中的普通方法func()");
System.out.println("内部类捕获到一个变量a:"+a);
}
};
}
}
在上述代码中的变量a就是捕获的变量,这个变量要么是被final修饰,要么是没有改变过值的变量。如下代码就是错误的代码:
public class AnonymityText {
public static void main(String[] args) {
int a = 100;
new Text(){
@Override
public void func() {
a = 90;
System.out.println("创建内部类,重写Text中的普通方法func()");
System.out.println("内部类捕获到一个变量a:"+a);
}
};
}
}
public class AnonymityText {
public static void main(String[] args) {
int a = 100;
new Text(){
@Override
public void func() {
System.out.println("创建内部类,重写Text中的普通方法func()");
System.out.println("内部类捕获到一个变量a:"+a);
a = 90;
}
};
}
}
上述代码编译报错
3.Lambda的变量捕获
在Lambda当中也可以进行变量的捕获
//无返回值无参数
@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {
void test();
}
public static void main(String[] args) {
int a = 100;
NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = ()-> {
// int a = 90; error
System.out.println("捕获变量a:"+a);
};
noParameterNoReturn.test();
}
为了能够让Lambda和Java的集合类集更好的一起使用,集合当中也新增部分接口,以便与Lambda表达式对
接。
注意:Collection的forEach()方法是从接口 java.lang.Iterable 拿过来的。
1.Collection接口
forEach() 方法演示,该方法在接口 Iterable 当中,原型如下:
default void forEach(Consumer<? super T> action) {
Objects.requireNonNull(action);
for (T t : this) {
action.accept(t);
}
}
该方法表示:对容器中的每个元素执行action指定的动作 。
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Hello");
list.add("lambda");
list.forEach(new Consumer<String>(){
@Override
public void accept(String str){
//简单遍历集合中的元素
System.out.print(str+" ");
}
});
}
输出结果:Hello lambda
可以修改为如下代码:
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Hello");
list.add("lambda");
//表示调用一个不带参数的方法,其执行花括号内的语句,为原来的函数体内容。
list.forEach(s -> {
System.out.println(s);
});
}
2.List接口
sort()方法的演示
sort方法源码:该方法根据c指定的比较规则对容器元素进行排序。
public void sort(Comparator<? super E> c) {
final int expectedModCount = modCount;
Arrays.sort((E[]) elementData, 0, size, c);
if (modCount != expectedModCount) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
modCount++;
}
示例:
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Hello");
list.add("lambda");
list.sort(new Comparator<String>() {
@Override
public int compare(String str1, String str2){
//注意这里比较长度
return str1.length()-str2.length();
}
});
System.out.println(list);
}
输出结果: Hello, lambda
修改为lambda表达式:
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Hello");
list.add("lambda");
//调用带有2个参数的方法,且返回长度的差值
list.sort((str1,str2)-> str1.length()-str2.length());
System.out.println(list);
}
输出结果:Hello,lambda
Lambda表达式的优点很明显,在代码层次上来说,使代码变得非常的简洁。缺点也很明显,代码不易读。
优点: