Java第十六章反射与注解
一、反射
通过Java反射机制，可以在程序中访问已经装载到JVM中的Java对象的描述，实现访问、检测和修改描述Java对象本身信息的功能。Java反射机制的功能十分强大，在Java.lang.reflect包中提供了对该功能的支持。
众所周知，所有Java类均继承Object类，在Object类中定义了一个getClass()方法，该方法返回一个类型为Class的对象。例如下面的代码：
利用Class类的对象textFieldC，可以访问用来返回该对象的textField对象的描述信息。可以访问的主要描述信息如下表
1、访问构造方法
在通过下列一组方法访问构造方法时，将返回Constructor类型的对象或数组。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()。
getConstructor(Class...parameterTypes)。
getDeclaredConstructors()。
getDeclaredConstructor(Class...parameterTypes)。
如果是访问指定的构造方法，需要根据该构造方法的入口参数的类型来访问。例如，访问一个入口参数类型依次为String型和int型的构造方法，通过下面两种方法均可实现：
objectClass.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
objectClass.getDeclaredConstructor(new Class[]{String.class,int.class});Constructor类中提供的常用方法如下表。
通过Java.lang.reflect.Modifier类可以解析出getModifiers()方法的返回值所表示的修饰符信息，在该类中提供了一系列用来解析的静态方法，既能查看是否被指定的修饰符修饰，又能以字符串的形式获得所有修饰符。Modifier类常用静态方法如下表。
例如，判断对象Constructor所代表的构造方法是否被private修饰，以及以字符串形式获得该构造方法的所有修饰符的典型代码如下：
int modifiers = constructor.getModifiers();
boolean isEmbellishByPrivate = Modifier.isPrivate(modifiers);
String embellishment = Modifier.toString(modifiers);例题：反射一个类的所有构造方法
在com.mr包下创建一个Demo2类，在该类中声明一个String型成员变量和3个int型成员变量，并提供3个构造方法。具体代码如下：
运行结果:
2、访问成员变量
在通过下列一组方法访问成员变量时，将返回Field类型的对象或数组。每个Field对象代表每一个成员变量，利用Field对象可以操纵相应的成员变量：
getFields()。
getField(String name)。
getDeclaredFields()。
getDeclaredField(String name)。
如果是访问指定的成员变量，可以通过该成员变量的名称来访问。例如，访问一个名称为birthday的成员变量，访问方法如下：
object.getDeclaredField("birthday");
Field类中提供的常用方法如下：
例题：反射一个类的所有成员变量
在com.mr包下创建一个Demo3类，在该类中依次声明一个int、float、Boolean和String型的成员变量，并将它们设置为不同的访问权限。
运行结果：
通过这个结果可以看出，在反射权限为private和protected的成员变量时，需要执行SetAccessible()方法，并将入口参数设为true，否则不允许访问。
3、访问成员方法
在通过下列一组方法访问成员方法时，将返回Method类型的对象或数组。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()。
getDeclaredMethods(String name,Class...parameterTypes)。
如果是访问指定的方法，需要根据该方法的名称和入口参数的类型来访问。例如，访问一个名称为print、入口参数类型依次为String型和int型的方法，通过下面两种方式均可实现：
objectClass.getDeclaredMethod("print",String.class,int.class);
objectClass.getDeclaredMethod("print",new Class[]{String.class,int.class});Method类中提供的常用方法如下表
例题：反射一个类的所有成员方法
在com.mr包下创建一个Demo4类，并编写4个成员方法。具体如下：
运行结果：
注意：在反射中执行具有可变数量的参数的构造方法时，需要将入口参数定义成二维数组。
课堂代码：
二、Annotation注释功能
Java中提供了Annotation注释功能，该功能可用于类、构造方法、成员变量、参数等的声明中。该功能并不影响程序的运行，但是会对编译器警告等辅助工具产生影响。
1、定义Annotation注释功能
在定义Annotation类型时，也需要用到来定义接口的interface关键字，但需要在interface关键字前加一个“@”符号，既定义Annotation类型的关键字为@interface，这个关键字的隐含意识是继承了java.lang.annotation.Annotation接口。例如，下面的代码就定义了一个Annotation类型：
public @interface NoMemberAnnotation{
}上面定义的Annotation类型@NoMemberAnnotation未包含任何成员，这样的Annotation类型被称为marker annotation。下面的代码定义了一个只包含一个成员的Annotation类型：
public @interface OneMemberAnnotation{
String value();
}String：成员类型。可用的成员类型有String、Class、primitive、enumerated和annotation，以及所列类型的数组。
value：成员名称。如果在定义所定义的Annotation类型中只包含一个成员，通常将成员名称命名为value。
下面的代码定义了一个包含多个成员的Annotation类型:
public @interface MoreMemberAnnotation{
String describe();
Class type();
}在为Annotation类型定义成员时，也可以为成员设置默认值。例如，下面的代码在定义Annotation类型时就为成员设置了默认值:
public @interface DefaultValueAnnotation{
String describe() degault"<默认值>";
Class type() default void.class;
}在定义Annotation类型时，还可以通过Annotation类型@Target来设置Annotation类型适用的程序元素种类。如果未设置@Target，则表示适用所有程序元素。枚举类ElementType中的枚举常量用来设置@Targer，如下表：
通过Annotation类型@Retention可以设置Annotation的有效范围。枚举类RetentionPolicy中的枚举常量用来设置@Retention，如下表。如果设置@Retention，Annotation的有效范围为枚举常量CLASS表示的范围。
例题：创建自定义的注解
首先定义一个用来注释构造方法的Annotation类型@Constructor_Annotation，有效范围为在运行时加载Annotation到JVM中。完整代码如下：
import java.lang.annotation.*;
@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
}
然后定义一个用来注释字段、方法和参数的Annotation类型@Field_Method_Parameter_Annotation,有效范围为在运行时加载Annotation到JVM中。完整代码如下：
import java.lang.annotation.*;
// 用于字段、方法和参数
@Target( { ElementType.FIELD, ElementType.METHOD, ElementType.PARAMETER })
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
// 在运行时加载Annotation到JVM中
public @interface Field_Method_Parameter_Annotation {
String describe(); // 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
}最后编写一个Record类，在该类中运用前面定义的Annotation类型@Constructor_Annotation=和@Field_Method_Parmeter_Annotation对构造方法、字段、方法和参数进行注释。完整代码如下：
public class Record {
@Field_Method_Parameter_Annotation(describe = "编号", type = int.class)
// 注释字段
int id;
@Field_Method_Parameter_Annotation(describe = "姓名", type = String.class)
String name;
@Constructor_Annotation()
// 采用默认值注释构造方法
public Record() {
}
@Constructor_Annotation("立即初始化构造方法")
// 注释构造方法
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)
// 注释方法
public int getId() {
return id;
}
@Field_Method_Parameter_Annotation(describe = "设置编号")
// 成员type采用默认值注释方法
public void setId(
// 注释方法的参数
@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Annotaiton信息
如果在定义Annotaiton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Annotaiton信息，如获取构造方法、字段和方法的Annotaiton信息。
Constructor类、Field类和Method类均继承了AccessibleObject类，在AccessibleObject类中定义了三个关于Annotaiton的方法。其中，方法isAnnotaitonPresent(ClassannotaitonClass)用来查看是否添加了指定类型的Annotaiton，如果是则返回true，否则返回false；方法getAnnotaiton(Class
在Constructor类和Method类中还定义了方法getParameterAnnotaitons()，用来获得为所有参数添加的Annotaiton，将以Annotaiton类型的二维数组返回，在数组中的顺序与声明的顺序相同。如果没有参数返回一个长度为0的数组；如果存在未添加Annotaiton的参数，将用一个长度为0的嵌套数组占位。
例题：访问注释中的信息
首先编写访问构造方法及其包含参数的Annotaiton信息的代码。关键代码如下：
import java.lang.annotation.*;
import java.lang.reflect.*;
public class AnnotationTest {
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();
}
}
}
public class Record {
@Field_Method_Parameter_Annotation(describe = "编号", type = int.class)
// 注释字段
int id;
@Field_Method_Parameter_Annotation(describe = "姓名", type = String.class)
String name;
@Constructor_Annotation()
// 采用默认值注释构造方法
public Record() {
}
@Constructor_Annotation("立即初始化构造方法")
// 注释构造方法
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)
// 注释方法
public int getId() {
return id;
}
@Field_Method_Parameter_Annotation(describe = "设置编号")
// 成员type采用默认值注释方法
public void setId(
// 注释方法的参数
@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;
}
}
课堂内容：
三、内置注解
@Override介绍：只能用在构造方法和成员变量上，表示修饰一个方法。
@SuppressWarnings作用：抑制编译器警告 作用范围类、成员属性、成员方法
@Deprecated作用：标识已过时
