java反射

来源:互联网 发布:媒体cms 编辑:程序博客网 时间:2024/05/15 03:17

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:

Class c = 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:

Class c = int.class; 或者 Class c = 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 reflection API 来操作这些信息,如下面这段代码:

  1. Class c = Class.forName("java.lang.String"); 
  2. Method m[] = c.getDeclaredMethods(); 
  3. 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:

  1. class S { 
  2. }  
  3. public class IsInstance { 
  4.    public static void main(String args[]) { 
  5.       try { 
  6.            Class cls = Class.forName("S"); 
  7.            boolean b1 = cls.isInstance(new Integer(37)); 
  8.            System.out.println(b1); 
  9.            boolean b2 = cls.isInstance(new S()); 
  10.            System.out.println(b2); 
  11.       } 
  12.       catch (Throwable e) { 
  13.            System.err.println(e); 
  14.       } 
  15.    } 
  16. }

在这个例子中创建了一个S 类的 Class 对象,然后检查一些对象是否是S的实例。Integer(37) 不是,但 new S()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:

  1. import java.lang.reflect.*;  
  2. public class Method1 { 
  3.    private int f1(Object p, int x) throws NullPointerException { 
  4.    if (p == null) 
  5.       throw new NullPointerException(); 
  6.    return x; 
  7. }  
  8.    public static void main(String args[]) { 
  9.        try { 
  10.            Class cls = Class.forName("Method1"); 
  11.            Method methlist[] = cls.getDeclaredMethods(); 
  12.            for (int i = 0; i < methlist.length; i++) { 
  13.                Method m = methlist[i]; 
  14.                System.out.println("name = " + m.getName()); 
  15.                System.out.println("decl class = " + m.getDeclaringClass()); 
  16.                Class pvec[] = m.getParameterTypes(); 
  17.                for (int j = 0; j < pvec.length; j++) 
  18.                    System.out.println("param #" + j + " " + pvec[j]); 
  19.                Class evec[] = m.getExceptionTypes(); 
  20.                for (int j = 0; j < evec.length; j++) 
  21.                    System.out.println("exc #" + j + " " + evec[j]); 
  22.                System.out.println("return type = " + m.getReturnType()); 
  23.                System.out.println("-----"); 
  24.            } 
  25.        } 
  26.        catch (Throwable e) { 
  27.            System.err.println(e); 
  28.        } 
  29.    } 
  30. }  

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:

  1. name = f1 
  2. decl class = class method1 
  3. param #0 class java.lang.Object 
  4. param #1 int 
  5. exc #0 class java.lang.NullPointerException 
  6. return type = int
  7. -----
  8. name = main 
  9. decl class = class method1 
  10. param #0 class [Ljava.lang.String; 
  11. return type = 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:

  1. import java.lang.reflect.*;
  2. public class Constructor1 { 
  3.    public Constructor1() { 
  4.    }  
  5.    protected Constructor1(int i, double d) { 
  6.    }  
  7.    public static void main(String args[]) { 
  8.       try { 
  9.            Class cls = Class.forName("Constructor1"); 
  10.            Constructor ctorlist[] = cls.getDeclaredConstructors(); 
  11.            for (int i = 0; i < ctorlist.length; i++) { 
  12.               Constructor ct = ctorlist[i]; 
  13.               System.out.println("name = " + ct.getName()); 
  14.               System.out.println("decl class = " + ct.getDeclaringClass()); 
  15.               Class pvec[] = ct.getParameterTypes(); 
  16.               for (int j = 0; j < pvec.length; j++) 
  17.                  System.out.println("param #" + j + " " + pvec[j]); 
  18.               Class evec[] = ct.getExceptionTypes(); 
  19.               for (int j = 0; j < evec.length; j++) 
  20.                  System.out.println("exc #" + j + " " + evec[j]); 
  21.               System.out.println("-----"); 
  22.            } 
  23.       } 
  24.       catch (Throwable e) { 
  25.            System.err.println(e); 
  26.       } 
  27.    } 

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:

  1. name = Constructor1
  2. decl class = class Constructor1
  3. param #0 int
  4. param #1 double
  5. -----
  6. name = Constructor1
  7. decl class = class Constructor1
  8. -----

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:

  1. import java.lang.reflect.*;  
  2. public class Field1 { 
  3.    private double d; 
  4.    public static final int i = 37; 
  5.    String s = "testing";  
  6.    public static void main(String args[]) { 
  7.       try { 
  8.            Class cls = Class.forName("Field1"); 
  9.            Field fieldlist[] = cls.getDeclaredFields(); 
  10.            for (int i = 0; i < fieldlist.length; i++) { 
  11.               Field fld = fieldlist[i]; 
  12.               System.out.println("name = " + fld.getName()); 
  13.               System.out.println("decl class = " + fld.getDeclaringClass()); 
  14.               System.out.println("type = " + fld.getType()); 
  15.               int mod = fld.getModifiers(); 
  16.               System.out.println("modifiers = " + Modifier.toString(mod)); 
  17.               System.out.println("-----"); 
  18.            } 
  19.       } 
  20.       catch (Throwable e) { 
  21.            System.err.println(e); 
  22.       } 
  23.    } 
  24. }  

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“private int”。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:

  1. name = d
  2. decl class = class Field1
  3. type = double
  4. modifiers = private
  5. -----
  6. name = i
  7. decl class = class Field1
  8. type = int
  9. modifiers = public static final
  10. -----
  11. name = s
  12. decl class = class Field1
  13. type = class java.lang.String
  14. modifiers = 
  15. -----

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:

  1. import java.lang.reflect.*; 
  2. public class Method2 { 
  3.    public int add(int a, int b) { 
  4.       return a + b; 
  5.    } 
  6.    public static void main(String args[]) { 
  7.       try { 
  8.            Class cls = Class.forName("Method2"); 
  9.            Class partypes[] = new Class[2]; 
  10.            partypes[0] = Integer.TYPE; 
  11.            partypes[1] = Integer.TYPE; 
  12.        
  13.            Method meth = cls.getMethod("add", partypes); 
  14.            Method2 methobj = new Method2(); 
  15.            Object arglist[] = new Object[2]; 
  16.            arglist[0] = new Integer(37); 
  17.            arglist[1] = new Integer(47); 
  18.            Object retobj = meth.invoke(methobj, arglist); 
  19.            Integer retval = (Integer) retobj; 
  20.            System.out.println(retval.intValue()); 
  21.       } 
  22.       catch (Throwable e) { 
  23.            System.err.println(e); 
  24.       } 
  25.    } 
  26. }

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。

7.创建新的对象

对于构造器,则不能像执行方法那样进行,因为执行一个构造器就意味着创建了一个新的对象 (准确的说,创建一个对象的过程包括分配内存和构造对象)。所以,与上例最相似的例子如下:

  1. import java.lang.reflect.*;  
  2. public class Constructor2 { 
  3.    public Constructor2() { 
  4.    }  
  5.    public Constructor2(int a, int b) { 
  6.       System.out.println("a = " + a + " b = " + b); 
  7.    }  
  8.    public static void main(String args[]) { 
  9.       try { 
  10.            Class cls = Class.forName("Constructor2"); 
  11.            Class partypes[] = new Class[2]; 
  12.            partypes[0] = Integer.TYPE; 
  13.            partypes[1] = Integer.TYPE; 
  14.            Constructor ct = cls.getConstructor(partypes); 
  15.            Object arglist[] = new Object[2]; 
  16.            arglist[0] = new Integer(37); 
  17.            arglist[1] = new Integer(47); 
  18.            Object retobj = ct.newInstance(arglist); 
  19.       } 
  20.       catch (Throwable e) { 
  21.            System.err.println(e); 
  22.       } 
  23.    } 

根据指定的参数类型找到相应的构造函数并执行它,以创建一个新的对象实例。使用这种方法可以在程序运行时动态地创建对象,而不是在编译的时候创建对象,这一点非常有价值。

8.改变字段(域)的值

reflection 的还有一个用处就是改变对象数据字段的值。reflection 可以从正在运行的程序中根据名称找到对象的字段并改变它,下面的例子可以说明这一点:

  1. import java.lang.reflect.*;  
  2. public class Field2 { 
  3.    public double d;  
  4.    public static void main(String args[]) { 
  5.       try { 
  6.            Class cls = Class.forName("Field2"); 
  7.            Field fld = cls.getField("d"); 
  8.            Field2 f2obj = new Field2(); 
  9.            System.out.println("d = " + f2obj.d); 
  10.            fld.setDouble(f2obj, 12.34); 
  11.            System.out.println("d = " + f2obj.d); 
  12.       } 
  13.       catch (Throwable e) { 
  14.            System.err.println(e); 
  15.       } 
  16.    } 

这个例子中,字段 d 的值被变为了 12.34。

9.使用数组

本文介绍的 reflection 的最后一种用法是创建的操作数组。数组在 Java 语言中是一种特殊的类类型,一个数组的引用可以赋给 Object 引用。观察下面的例子看看数组是怎么工作的:

  1. import java.lang.reflect.*;  
  2. public class Array1 { 
  3.    public static void main(String args[]) { 
  4.       try { 
  5.            Class cls = Class.forName("java.lang.String"); 
  6.            Object arr = Array.newInstance(cls, 10); 
  7.            Array.set(arr, 5, "this is a test"); 
  8.            String s = (String) Array.get(arr, 5); 
  9.            System.out.println(s); 
  10.       } 
  11.       catch (Throwable e) { 
  12.            System.err.println(e); 
  13.       } 
  14.    } 

例中创建了 10 个单位长度的 String 数组,为第 5 个位置的字符串赋了值,最后将这个字符串从数组中取得并打印了出来。

下面这段代码提供了一个更复杂的例子:

  1. import java.lang.reflect.*;  
  2. public class Array2 { 
  3.    public static void main(String args[]) { 
  4.       int dims[] = new int[]{5, 10, 15}; 
  5.       Object arr = Array.newInstance(Integer.TYPE, dims); 
  6.       Object arrobj = Array.get(arr, 3); 
  7.       Class cls = arrobj.getClass().getComponentType(); 
  8.       System.out.println(cls); 
  9.       arrobj = Array.get(arrobj, 5); 
  10.       Array.setInt(arrobj, 10, 37); 
  11.       int arrcast[][][] = (int[][][]) arr; 
  12.       System.out.println(arrcast[3][5][10]); 
  13.    } 

例中创建了一个 5 x 10 x 15 的整型数组,并为处于 [3][5][10] 的元素赋了值为 37。注意,多维数组实际上就是数组的数组,例如,第一个 Array.get 之后,arrobj 是一个 10 x 15 的数组。进而取得其中的一个元素,即长度为 15 的数组,并使用 Array.setInt 为它的第 10 个元素赋值。


注意创建数组时的类型是动态的,在编译时并不知道其类型。

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