java中数组的反射的探究

数组的反射有什么用呢？何时需要使用数组的反射呢？先来看下下面的代码：

Integer[] nums = {1, 2, 3, 4};Object[] objs = nums; //这里能自动的将Integer[]转成Object[]Object obj = nums; //Integer[]当然是一个Objectint[] ids = {1, 2, 3, 4};//Object[] objs2 = ids; //这里不能将int[]转换成Object[]Object obj2 = ids; //int[] 是一个Object

上面的例子表明：基本类型的一维数组只能当做Object，而不能当作Object[]。

int[][] intArray = {{1, 2}, {3, 4}};Object[] oa = intArray;Object obj = intArray;//Integer[][] integerArray = intArray; int[][] 不是 Integer[][]Integer[][] integerArray2 = new Integer[][]{{1, 2}, {3, 4}};Object[][] oa2 = integerArray2;Object[] oa3 = integerArray2;Object obj2 = integerArray2;

从上面的例子可以看出java的二位数组是数组的数组。下面来看下对数组进行反射的例子：

package cn.zq.array.reflect;import java.lang.reflect.Array;import java.util.Arrays;import java.util.Random;public class ArrayReflect {    public static void main(String[] args) {        Random rand = new Random(47);        int[] is = new int[10];        for(int i = 0; i < is.length; i++) {            is[i] = rand.nextInt(100);        }        System.out.println(is);        System.out.println(Arrays.asList(is));        /*以上的2个输出都是输出类似"[[I@14318bb]"的字符串，           不能显示数组内存放的内容,当然我们采用遍历的方式来输出数组内的内容*/        System.out.println("--1.通过常规方式遍历数组对数组进行打印--");        for(int i = 0; i < is.length; i++) {            System.out.print(is[i] + " ");        }        System.out.println();        System.out.println("--2.通过数组反射的方式遍历数组对数组进行打印--");        Object obj = is; //将一维的int数组向上转为Object        System.out.println("obj isArray:" + obj.getClass().isArray());        for(int i = 0; i < Array.getLength(obj); i++) {            int num = Array.getInt(obj, i);            //也能通过这个常用的方法来获取对应索引位置的值            //Object value = Array.get(obj, i); //如果数组存放的是基本类型，那么返回的是基本类型对应的包装类型            System.out.print(num + " ");        }    }}

输出：

[I@14318bb[[I@14318bb]--1.通过常规方式遍历数组对数组进行打印--58 55 93 61 61 29 68 0 22 7 --2.通过数组反射的方式遍历数组对数组进行打印--obj isArray:true58 55 93 61 61 29 68 0 22 7

上面的例子首先创建了一个int的一维数组，然后随机的像里面填充0~100的整数，接着通过System.out.println()方法直接对数组输出或者用Arrays.asList方法（如果不是基本类型的一维数组此方法能按照期望转成List，如果是二维数组也不能按照我们期望转成List）将数组转成List再输出，通过都不是我们期望的输出结果。接下来以常规的数组的遍历方式来输出数组内的内容，然后将int[]看成是一个Object，利用反射来遍历其内容。Class.isArray()可以用来判断是对象是否为一个数组，假如是一个数组，那么在通过java.lang.reflect.Array这个对数组反射的工具类来获取数组的相关信息，这个类通过了一些get方法，可以用来获取数组的长度，各个版本的用来获取基本类型的一维数组的对应索引的值，通用获取值的方法get(Object array, int index)，设置值的方法，还有2个用来创建数组实例的方法。通过数组反射工具类，可以很方便的利用数组反射写出通用的代码，而不用再去判断给定的数组到底是那种基本类型的数组。

package cn.zq.array.reflect;import java.lang.reflect.Array;public class NewArrayInstance {public static void main(String[] args) {Object o = Array.newInstance(int.class, 20);int[] is = (int[]) o;System.out.println("is.length = " + is.length);Object o2 = Array.newInstance(int.class, 10, 8);int[][] iss = (int[][]) o2;System.out.println("iss.length = " + iss.length + ", iss[0].lenght = " + iss[0].length);}}

is.length = 20iss.length = 10, iss[0].lenght = 8

Array总共通过了2个方法来创建数组

• Object newInstance(Class<?> componentType, int length)，根据提供的class来创建一个指定长度的数组，如果像上面那样提供int.class，长度为10，相当于new int[10];
• Object newInstance(Class<?> componentType, int... dimensions)，根据提供的class和维度来创建数组，可变参数dimensions用来指定数组的每一维的长度，像上面的例子那样相当于创建了一个new int[10][8]的二维数组，但是不能创建每一维长度都不同的多维数组。通过第一种创建数组的方法，可以像这样创建数组Object o = Array.newInstance(int[].class, 20)可以用来创建二维数组，这里相当于Object o = new int[20][];
  

当然通过上面例子那样来创建数组的用法是很少见的，其实也是多余的，为什么不直接通过new来创建数组呢？反射创建数组不仅速度没有new快，而且写的程序也不易读，还不如new来的直接。事实上通过反射创建数组确实很少见，是有何种变态的需求需要用反射来创建数组呢！

由于前面对基本类型的数组进行输出时遇到一些障碍，下面将利用数组反射来实现一个工具类来实现期望的输出：

package cn.zq.util;import java.io.ByteArrayOutputStream;import java.io.PrintStream;import java.lang.reflect.Array;public class Print {public static void print(Object obj) {print(obj, System.out);}public static void print(Object obj, PrintStream out) {out.println(getPrintString(obj));}public static void println() {print(System.out);}public static void println(PrintStream out) {out.println();}public static void printnb(Object obj) {printnb(obj, System.out);}public static void printnb(Object obj, PrintStream out) {out.print(getPrintString(obj));}public static PrintStream format(String format, Object ... objects) {return format(System.out, format, objects);}public static PrintStream format(PrintStream out, String format, Object ... objects) {Object[] handleObjects = new Object[objects.length];for(int i = 0; i < objects.length; i++) {Object object = objects[i];if(object == null || isPrimitiveWrapper(object)) {handleObjects[i] = object;} else {ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();PrintStream ps = new PrintStream(bos);printnb(object, ps);ps.close();handleObjects[i] = new String(bos.toByteArray());}}out.format(format, handleObjects);return out;}/** * 判断给定对象是否为基本类型的包装类。 * @param o 给定的Object对象 * @return 如果是基本类型的包装类，则返回是，否则返回否。 */private static boolean isPrimitiveWrapper(Object o) {return o instanceof Void || o instanceof Boolean|| o instanceof Character || o instanceof Byte || o instanceof Short || o instanceof Integer || o instanceof Long || o instanceof Float|| o instanceof Double;}public static String getPrintString(Object obj) {StringBuilder result = new StringBuilder();if(obj != null && obj.getClass().isArray()) {result.append("[");int len = Array.getLength(obj);for(int i = 0; i < len; i++) {Object value = Array.get(obj, i);result.append(getPrintString(value));if(i != len - 1) {result.append(", ");}}result.append("]");} else {result.append(String.valueOf(obj));}return result.toString();}}

上面的Print工具类提供了一些实用的进行输出的静态方法，并且提供了一些重载版本，可以根据个人的喜欢自己编写一些重载的版本，支持基本类型的一维数组的打印以及多维数组的打印，看下下面的Print工具进行测试的示例：

package cn.zq.array.reflect;import static cn.zq.util.Print.print;import java.io.PrintStream;import static cn.zq.util.Print.*;public class PrintTest {static class Person {private static int counter;private final int id = counter ++;public String toString() {return getClass().getSimpleName() + id;}}public static void main(String[] args) throws Exception {print("--打印非数组--");print(new Object());print("--打印基本类型的一维数组--");int[] is = new int[]{1, 22, 31, 44, 21, 33, 65};print(is);print("--打印基本类型的二维数组--");int[][] iss = new int[][]{{11, 12, 13, 14},{21, 22,},{31, 32, 33}};print(iss);print("--打印非基本类型的一维数组--");Person[] persons = new Person[10];for(int i = 0; i < persons.length; i++) {persons[i] = new Person();}print(persons);print("--打印非基本类型的二维数组--");Person[][] persons2 = new Person[][]{{new Person()},{new Person(), new Person()},{new Person(), new Person(), new Person(),},};print(persons2);print("--打印empty数组--");print(new int[]{});print("--打印含有null值的数组--");Object[] objects = new Object[]{new Person(), null, new Object(), new Integer(100)};print(objects);print("--打印特殊情况的二维数组--");Object[][] objects2 = new Object[3][];objects2[0] = new Object[]{};objects2[2] = objects;print(objects2);print("--将一维数组的结果输出到文件--");PrintStream out = new PrintStream("out.c");try {print(iss, out);} finally {out.close();}print("--格式化输出--");format("%-6d%s %B %s", 10086, "is", true, iss);/** * 上面列出了一些Print工具类的一些常用的方法， * 还有一些未列出的方法，请自行查看。 */}}

输出：

--打印非数组--java.lang.Object@61de33--打印基本类型的一维数组--[1, 22, 31, 44, 21, 33, 65]--打印基本类型的二维数组--[[11, 12, 13, 14], [21, 22], [31, 32, 33]]--打印非基本类型的一维数组--[Person0, Person1, Person2, Person3, Person4, Person5, Person6, Person7, Person8, Person9]--打印非基本类型的二维数组--[[Person10], [Person11, Person12], [Person13, Person14, Person15]]--打印empty数组--[]--打印含有null值的数组--[Person16, null, java.lang.Object@ca0b6, 100]--打印特殊情况的二维数组--[[], null, [Person16, null, java.lang.Object@ca0b6, 100]]--将一维数组的结果输出到文件----格式化输出--10086 is TRUE [[11, 12, 13, 14], [21, 22], [31, 32, 33]]

输出文件：

可见Print工具类已经具备打印基本类型的一维数组以及多维数组的能力了，总体来说上面的工具类还是挺实用的，免得每次想要看数组里面的内容都有手动的去编写代码，那样是在是太麻烦了，以后直接把Print工具类拿过去用就行了，多么的方便啊。

上面的工具类确实能很好的工作，但是假如有这样一个需求：给你一个数组（也有可能是其他的容器），你给我整出一个List。那么我们应该怎样做呢？事实上Arrays.asList不总是能得到我们所期望的结果，java5虽然添加了泛型，但是是有限制的，并不能像c++的模板那样通用，正是因为java中存在基本类型，即使有自动包装的机制，与泛型一起并不能使用，参数类型必须是某种类型，而不能是基本类型。下面给出一种自己的解决办法：

package cn.zq.util;import java.lang.reflect.Array;import java.util.ArrayList;import java.util.Arrays;import java.util.Enumeration;import java.util.Iterator;import java.util.List;import java.util.Map;public class CollectionUtils {public static List<?> asList(Object obj) {return convertToList(makeIterator(obj));}public static <T>List<T> convertToList(Iterator<T> iterator) {if(iterator == null) {return null;}List<T> list = new ArrayList<T>();while(iterator.hasNext()) {list.add(iterator.next());}return list;}@SuppressWarnings({ "rawtypes", "unchecked" })public static Iterator<?> makeIterator(Object obj) {if(obj instanceof Iterator) {return (Iterator<?>) obj;}if(obj == null) {return null;}if(obj instanceof Map) {obj = ((Map<?, ?>)obj).entrySet();}Iterator<?> iterator = null;if(obj instanceof Iterable) {iterator = ((Iterable<?>)obj).iterator();} else if(obj.getClass().isArray()) {//Object[] objs = (Object[]) obj; //原始类型的一位数组不能这样转换ArrayList list = new ArrayList(Array.getLength(obj));for(int i = 0; i < Array.getLength(obj); i++) {list.add(Array.get(obj, i));}iterator = list.iterator();} else if(obj instanceof Enumeration) {iterator = new EnumerationIterator((Enumeration) obj);} else {iterator = Arrays.asList(obj).iterator();}return iterator;}public static class EnumerationIterator<T> implements Iterator<T> {private Enumeration<T> enumeration;public EnumerationIterator(Enumeration<T> enumeration) {this.enumeration = enumeration;}public boolean hasNext() {return enumeration.hasMoreElements();}public T next() {return enumeration.nextElement();}public void remove() {throw new UnsupportedOperationException();}}}

测试代码：

package cn.zq.array.reflect;import java.util.Iterator;import java.util.List;import cn.zq.array.reflect.PrintTest.Person;import cn.zq.util.CollectionUtils;public class CollectionUtilsTest {public static void main(String[] args) {System.out.println("--基本类型一维数组--");int[] nums = {1, 3, 5, 7, 9};List<?> list = CollectionUtils.asList(nums);System.out.println(list);System.out.println("--非基本类型一维数组--");Person[] persons = new Person[]{new Person(),new Person(),new Person(),};List<Person> personList = (List<Person>) CollectionUtils.asList(persons);System.out.println(personList);System.out.println("--Iterator--");Iterator<Person> iterator = personList.iterator();List<Person> personList2 = (List<Person>) CollectionUtils.asList(iterator);System.out.println(personList2);}}

输出：

--基本类型一维数组--[1, 3, 5, 7, 9]--非基本类型一维数组--[Person0, Person1, Person2]--Iterator--[Person0, Person1, Person2]

在java的容器类库中可以分为Collection，Map，数组，由于Iterator(以及早期的遗留接口Enumeration)是所有容器的通用接口并且Collection接口从Iterable(该接口的iterator将返回一个Iterator)，所以在makeIterator方法中对这些情形进行了一一的处理，对Map类型，只需要调用其entrySet()方法，对于实现了Iterable接口的类(Collection包含在内)，调用iterator()直接得到Iterator对象，对于Enumeration类型，利用适配器EnumerationIterator进行适配，对于数组，利用数组反射遍历数组放入ArrayList中，对于其他的类型调用Arrays.asList()方法创建一个List。CollectionUtils还提供了一些其他的方法来进行转换，可以根据需要添加自己需要的方法。

总结：数组的反射对于那些可能出现数组的设计中提供更方便、更灵活的方法，以免写那些比较麻烦的判断语句，这种灵活性付出的就是性能的代价，对于那些根本不需要数组反射的情况下用数组的反射实在是不应该。是否使用数组的反射，在实际的开发中仁者见仁智者见智，根据需要来选择是否使用数组的反射，最好的方式就是用实践来探路，先按照自己想到的方式去写，在实践中不断的完善。