反射 - 枚举 - Lambda表达式
文章目录
- 前言
- 1. 反射
-
- 1.1 定义
- 1.2 用途
- 1.3 反射的基本信息
- 1.4 反射相关的类
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- 1.4.1 Class类
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- Class类中的相关方法
- 1.5 方法演示
- 1.6 反射的使用
- 1.7 反射的优缺点
- 2. 枚举
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- 2.1 背景及定义
- 2.2 枚举的使用
- 3. Lambda 表达式
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- 3.1 Lambda表达式语法
- 3.2 函数式接口
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- 3.2.1 定义
- 3.3 变量捕获
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- 3.3.1 匿名内部类
- 4. Lambda在集合当中的使用
前言
前言 ： 本文我们来学习一下反射枚举和Lambda 。
1. 反射
1.1 定义
引用 ：
Java的反射（reflection）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。
总的来时 就是我们可以在运行的时候，能够获取到java类中的属性方法等等 的一种机制
1.2 用途
引用 ：
1.在日常的第三方应用开发过程中，经常会遇到某个类的某个成员变量、方法或是属性是私有的或是只对系统应用开放，这时候就可以利用Java的反射机制通过反射来获取所需的私有成员或是方法 。
2.反射最重要的用途就是开发各种通用框架，比如在spring中，我们将所有的类Bean交给spring容器管理，无论是XML配置Bean还是注解配置，当我们从容器中获取Bean来依赖注入时，容器会读取配置，而配置中给的就是类的信息，spring根据这些信息，需要创建那些Bean，spring就动态的创建这些类。
这里 spring 就是一种框架， 后面我们学到的不要慌知道即可.
1.3 反射的基本信息
Java程序中许多对象在运行时会出现两种类型：运行时类型(RTTI)和编译时类型，例如Person p = newStudent()；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心。而通过使用反射程序就能判断出该对象和类属于哪些类。
上面这些知道就行了，没啥事看看 。
下面来看一下反射主要使用的几个类
1.4 反射相关的类
| 类名 | 用途 |
|---|---|
| Class类 | 代表实体, 在运行的Java应用程序中表示类和接口 |
| Field类 | 代表类的成员变量/类的属性 |
| Method类 | 代表类的方法 |
| Constructor类 | 代表类的构造方法 |
补充 ： 这里如果有人问道有关发射相关比较重要的类 ， 一般说的就是这几个 。
下面我们就来学习一下class类，为啥先学他呢？
这是因为我们 在java 中实现反射都源于 class类 。
1.4.1 Class类
引用：
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 . / Class 对象 。
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，就可以去获得甚至去添加改变这个类的属性和动作，使得这个类成为一个动态的类 .
另外 ： 这里还有一份 Class类的帮助手册可以看一看 Class类帮助文档
Class类中的相关方法
常用获得类相关的方法
| 方法 | 用途 |
|---|---|
| getClassLoader() | 获取类的加载器 |
| getDeclaredClasses() | 返回一个数组，数组中包含该类中所有类和接口类的对象(包括私有的) |
| forName(String className) | 根据类名返回类的对象 |
| newInstance() | 创建类的实例 |
| getName() | 获得类的完整路径名字 |
常用获得类中属性相关的方法
| 方法 | 用途 |
|---|---|
| getField(String name) | 获得某个公有的属性对象 |
| getFields() | 获得所有公有的属性对象 |
| getDeclaredField(String name) | 获得某个属性对象 |
| getDeclaredFields() | 获得所有属性对象 |
注意 ： 这些方法返回值为 Field 类， 这里提供Field 的帮助文档 Field 文档
获得类中构造器相关的方法
| 方法 | 用途 |
|---|---|
| getConstructor(Class… parameterTypes) | 获得该类中与参数类型匹配的公有构造方法 |
| getConstructors() | 获得该类的所有公有构造方法 |
| getDeclaredConstructor(Class… parameterTypes) | 获得该类中与参数类型匹配的构造方法 |
| getDeclaredConstructors() | 获得该类所有构造方法 |
注意 这些方法的返回值 为 Constructor 类 。
Constructor文档
获得类中方法相关的方法
| 方法 | 用途 |
|---|---|
| getMethod(String name, Class… parameterTypes) | 获得该类某个公有的方法 |
| getMethods() | 获得该类所有公有的方法 |
| getDeclaredMethod(String name, Class… parameterTypes) | 获得该类某个方法 |
| getDeclaredMethods() | 获得该类所有方法 |
注意 ： 这些方法的返回值为 MeThod 类 。
Method 文档
获得类中注解相关的方法
这里了解即可
| 方法 | 用途 |
|---|---|
| getAnnotation(Class annotationClass) | 返回该类中与参数类型匹配的公有注解对象 |
| getAnnotations() | 返回该类所有的公有注解对象 |
| getDeclaredAnnotation(Class annotationClass) | 返回该类中与参数类型匹配的所有注解对象 |
| getDeclaredAnnotations() | 返回该类所有的注解对象 |
下面就来演示 一下 ：
这里通过下面的类来进行演示 ： 这里提供了 公有属性 ，私有属性 ，方法 构造方法等 。
class Student {
//私有属性name
private String name = "baidu";
//公有属性age
public int age = 18;
//不带参数的构造方法
public Student() {
System.out.println("Student()");
}
private Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
System.out.println("Student(String,name)");
}
private void eat() {
System.out.println("i am eat");
}
public void sleep() {
System.out.println("i am sleeping");
}
private void function(String str) {
System.out.println(str);
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
}
1.5 方法演示
1. 获取 class对象
方法一： 通过 对象的getClass() 方法 获取
方法二 : 通过类名.class 获取
方法三 ： 通过 forName() ， 注意里面是某个类的路径
这里提问 ： 请问 下面输出的结果
答案：
所以我们这里可以得出一个结论 我们不管使用哪一个方法来获取我们的Class对象 获取的都是同一个 。
另外 ： 这里我们的 方法三 通过 forName 方法获取Class对象是最常用的.
得到了我们的Class 对象 ， 下面我们就可以来使用反射完成一下操作 。
1.6 反射的使用
接下来我们开始使用反射，我们依旧反射上面的Student类，把反射的逻辑写到另外的类当中进行理解
补充 ：所有和反射相关的包都在 import java.lang.reflect 包下面。
创建演示类
通过反射创建对象
运行我们的方法 检测 是否创建出Student 对象
通过反射使用私有的构造方法创建对象
图一 ：
图二 ：
这里构造方法获取完 ， 下面我们来看下如何获取类中的属性
修改Student 类中的私有字段 name
这里反射公有的方法就不演示了， 就是方法的使用可以自己尝试尝试， 下面我们来看反射私有的方法
反射使用私有的方法
这里反射差不多就了解到这里， 下面来看一下它的优缺点
1.7 反射的优缺点
引用 ：
优点：
-
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一个方法
-
增加程序的灵活性和扩展性，降低耦合性，提高自适应能力
-
反射已经运用在了很多流行框架如：Struts、Hibernate、Spring 等等。
缺点：
-
使用反射会有效率问题。会导致程序效率降低。具体参考这里：http://www.imooc.com/article/293679
-
反射技术绕过了源代码的技术，因而会带来维护问题。反射代码比相应的直接代码更复杂 。
总结 ：
- 反射的意义
- 反射重要的几个类： Class类 、Field类、 Method类、 Constructor类
- 学会合理利用反射，一定要在安全环境下使用。
下面我们来学习一下枚举 ， 如果学过c 那么 再c的时候应该是学过枚举的 ，这里就来看看java的 .
2. 枚举
2.1 背景及定义
引用 ：
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：
如 ： 之前通过定义常量 ， 此时 1 代表 红色， 3 代表黑色 ，
假设有一天我们给了一个普通的 1， 那么就可能会被解析成红色此时我们的程序就可能会出现问题，
为了解决这种情况就有了我们的枚举，此时就拥有了一种新的类型，枚举类型 。
创建枚举类
优点 : 可以看到这里就将我们的常量进行了组织 （将颜色放到了我们的TestEnum类中），方便了我们进行的统一的管理
另外 ： 我们枚举的使用场景一般为 错误状态码，消息类型，颜色的划分，状态机等等…
这里我们就可以来看一下如何枚举错误码的
可以看到这个枚举类 ，就是用来枚举我们的错误码的 。
下面我们就来使用一下我们的枚举
2.2 枚举的使用
1. switch语句
我们自己创建的枚举类是 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 ，但是其默认继承了这个类。
既然我们自己的枚举类会默认实现Enum 的那么我们就来使用一下 Enum类的方法
Enum类的常用方法
| 方法名称 | 描述 |
|---|---|
| values() | 以数组形式返回枚举类型的所有成员 |
| ordinal() | 获取枚举成员的索引位置 |
| valueOf() | 将普通字符串转换为枚举实例 |
| compareTo() | 比较两个枚举成员在定义时的顺序 |
1. values() 方法 - 以数组形式返回枚举类型的所有成员
补充 ：
2. ordinal 方法 - 获取枚举成员的索引位置
3.valueOf() - 将普通字符串转换为枚举实例
简单了解即可
最后来看一下compareTo ， 这里因该非常熟悉把，这里就表名我们的枚举对象是可以进行比较的。
4. compareTo - 比较两个枚举成员在定义时的顺序
这些方法看完，我们来了解一下枚举的构造方法， 别忘记我们的枚举类也是一个类，当让是有构造方法。
另外 ： 这里要重点记忆 枚举的构造方法默认是私有的
图一 ：
图二 ：
图三 :
也正是因为我们的枚举比较安全不能通过反射去创建对象， 所以我们可以通过枚举实现我们的单例模式 ， 这里简单的说一说单例模式 ，单例模式就是一个类只能创建一个对象， 这个对象是唯一的， 当我们的再次创建对象的时候都只会拿到同一个对象，这里就是单例模式 。
补充 ： 单例模式 会有懒汉模式 而饿汉模式
懒汉模式 ： 表示我们需要对象的时候才会去创建对象 —> 这里会涉及到线程安全的问题
饿汉模式 ： 表示我们一开始就会创建对象 --> 因为一开始就创建了对象所以多个线程只会涉及到读的操作 所以不会出现线程安全的问题
下面就来看一下如何实现的， 现在我们了解即可
1. 枚举实现单例模式
2. 多线程实现我们的单例模式
1.饿汉模式
2.懒汉模式
这里单例模式就先了解到这里，下面来学习下本文最后的一点内容Lambda表达式
3. Lambda 表达式
背景
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(body,可以是一个表达式或一个代码块)。
Lambda 表达式（Lambda expression），基于数学中的λ演算得名，也可称为闭包（Closure） 。
3.1 Lambda表达式语法
基本语法: (parameters) -> expression 或 (parameters) ->{ statements; }
paramaters 为参数
Lambda表达式由三部分组成：
-
paramaters：类似方法中的形参列表，这里的参数是函数式接口里的参数。这里的参数类型可以明确的声明
也可不声明而由JVM隐含的推断。另外当只有一个推断类型时可以省略掉圆括号。 -
->：可理解为“被用于”的意思 -
方法体：可以是表达式也可以代码块，是函数式接口里方法的实现。代码块可返回一个值或者什么都不反
回，这里的代码块块等同于方法的方法体。如果是表达式，也可以返回一个值或者什么都不反回。// 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. 接受一个 string 对象,并在控制台打印,不返回任何值(看起来像是返回void) (String s) -> System.out.print(s)
这里看完下来，肯定是蒙蒙的，不要急，我们想要了解我们的Lambada表达式 需要先来了解一下函数式接口
3.2 函数式接口
3.2.1 定义
函数式接口定义：一个接口有且只有一个抽象方法 。
注意 ：
- 如果一个接口只有一个抽象方法，那么该接口就是一个函数式接口
- 如果我们在某个接口上声明了 @FunctionalInterface 注解，那么编译器就会按照函数式接口的定义来要求该接口，这样如果有两个抽象方法，程序编译就会报错的。所以，从某种意义上来说，只要你保证你的接口中只有一个抽象方法，你可以不加这个注解。加上就会自动进行检测的。
演示 ：
另外 ：
这里先给一个函数式 接口 NoParameterNoReturn, 里面给一个 test 方法无返回值 无参数
通过上面这个例子 我们应该能知道Lambda表达式
Lambad表达式就相当于一个匿名内部类实现了一个接口重写了接口当中的方法。
另外 ：会发现我们的Lambad表达式的可读性不强，这里我们想要从匿名内部类写成Lambad表达式，前提是知道我们这个地方是哪一个接口有那个方法 ， 这里就是不好的地方，但是相比实现匿名内部内来重写我们的方法，你会发现使用Lambad 代码会比较简短这就是优点.
这里我们无返回值无参数(函数式接口中的方法)看完， 下面再来看几个
无返回值有一个参数
这里无返回值 一个参数看完， 来看一下无返回值多个参数
无返回值多个参数
这里无返回值的看完， 来看一下有返回值的
有返回值无参数
有返回值带一个参数
有返回值且有多个参数
此时我们无参，无返回值， 有参 有返回值， 有多个参数等 都演示了一般， 此时相信大家对Lambda 已经有一定的了解了。
下面就来写一个练习， 就是我们创建优先级对列，通过匿名内部内实现大小根的规则，这里使用Lambda来表示。
练习写完，下面继续
3.3 变量捕获
引用 ：
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。
这里匿名内部类 我们刚刚就在一直用，这里就稍微在来看一下
3.3.1 匿名内部类
匿名内部类就是没有名字的内部类 。我们这里只是为了说明变量捕获，所以，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。具体想详细了解的同学戳这里：https://www.cnblogs.com/SQP51312/p/6100314.html
下面就来看一下我们的 匿名内部类的变量捕获
这里使用 Lambda 来 变量捕获
最后我们来看一下我们的 Lambda 表达式是如何在集合类中使用
4. Lambda在集合当中的使用
引用 ：
为了能够让Lambda和Java的集合类集更好的一起使用，集合当中，也新增了部分接口，以便与Lambda表达式对接。
如 ：
| 对应的接口 | 新增的方法 |
|---|---|
| Collection | removeIf() , spliterator() , stream(), parallelStream() , forEach() |
| List | replaceAll() , sort() |
| Map | getOrDefault() forEach() replaceAll() putIfAbsent() remove() replace() computeIfAbsent() computeIfPresent() compute() merge() |
下面就来演示几个 ：
1. forEach
2. sort
最后来看一下我们的 Map
总结 ：
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：
- 代码简洁，开发迅速
- 方便函数式编程
- 非常容易进行并行计算
- Java 引入 Lambda，改善了集合操作
缺点：
- 代码可读性变差
- 在非并行计算中，很多计算未必有传统的 for 性能要高
- 不容易进行调试