Core Java 笔记（五）

反射

作用：

• 在运行时分析类的能力

• 在运行时查看对象

• 实现通用的数组操作代码

• 利用 Method 对象

一、Class 

在程序运行期间，Java 运行时系统始终为所有对象维护一个运行时（runtime）的类型标识，这个信息跟踪着每个对象所属的类，虚拟机会利用运行时类型信息选择相应的方法执行。Class 类保存了这些信息，可以用 Object 中定义的 getClass 方法得到一个 Class 对象，这个对象表示一个特定类的属性。

用 getName 方法返回类的名字：

Employee e = new Employee("Babara", ...);
System.out.println(e.getClass().getName() + ": " + e.getName());  //  Employee: Babara   

用静态方法 forName 可以获得类名对应的 Class 对象：

String className = "java.util.Random";
Class cl = Class.forName(className);

一个 Class 对象实际上表示的是一个类型（未必是一个类），假设 T 是任意的 Java 类型，则 T.class 代表对应的 Class 对象：

Class cl1 = Random.class;
Class cl2 = int.class;
Class cl3 = Double[].class;
// ...

虚拟机为每个类型管理一个 Class 对象，因此可以利用 == 运算符进行比较：

if (e.getClass() == Employee.class)  // ...

用 newInstance 方法可以动态地创建一个类的实例（如果这个类没有无参数的构造器，则抛出异常）：

String str = "java.util.Random";
Object m = Class.forName(str).newInstance();  // m = new Random();  

Class 类实际上是一个泛型类。

API - java.lang.Class

• forName

• getName

• newInstance

• getField

• getFields / getMethods / getConstructors

• getDeclareFields / getDeclareMethods / getDeclareConstructors

二、检查类的结构

java.lang.reflect 包中有三个类 Field、Method、Constructor 分别用于描述类的域、方法、构造器，还有 Modifier 用于反映方法或构造器的修饰符。

API - java.lang.reflect.Constructor

• getDeclaringClass

• getExceptionTypes

• getModifiers

• getName

• getParameterTypes

• getReturnType

下面是书中一个测试 demo ，输入类名，能够输出这个类所有域名以及方法和构造器的签名：

import java.util.*;
import java.lang.reflect.*;

public class ReflectionTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 读取类名
        String name;
        if (args.length > 0) {
            name = args[0];
        } else {
            Scanner in = new Scanner(System.in);
            System.out.println("输入类名（如：java.util.Data）：");
            name = in.next();
        }

        // 打印类名和超类名
        try {
            Class cl = Class.forName(name);
            Class supercl = cl.getSuperclass();
            String modifiers = Modifier.toString(cl.getModifiers());
            if (modifiers.length() > 0) {
                System.out.print(modifiers + " ");
            }
            System.out.print("class " + name);
            if (supercl != null && supercl != Object.class) {
                System.out.print(" extends " + supercl.getName());
            }
            System.out.print(" {\n");
            printFields(cl);
            System.out.println();
            printConstructors(cl);
            System.out.println();
            printMethods(cl);
            System.out.println("}");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.exit(0);
    }

    public static void printFields(Class cl) {
        Field[] fields = cl.getDeclaredFields();
        for (Field f : fields) {
            Class type = f.getType();
            String name = f.getName();
            System.out.print("\t");
            String modifiers = Modifier.toString(f.getModifiers());
            if (modifiers.length() > 0) {
                System.out.print(modifiers + " ");
            }
            System.out.println(type.getName() + " " + name + ";");
        }
    }

    public static void printConstructors(Class cl) {
        Constructor[] constructors = cl.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor c : constructors) {
            String name = c.getName();
            System.out.print("\t");
            String modifiers = Modifier.toString(c.getModifiers());
            if (modifiers.length() > 0) {
                System.out.print(modifiers + " ");
            }
            System.out.print(name + " ");
            printParameters(c.getParameterTypes());
        }
    }

    public static void printMethods(Class cl) {
        Method[] methods = cl.getDeclaredMethods();
        for (Method m : methods) {
            Class retType = m.getReturnType();
            String name = m.getName();
            System.out.print("\t");
            String modifiers = Modifier.toString(m.getModifiers());
            if (modifiers.length() > 0) {
                System.out.print(modifiers + " ");
            }
            System.out.print(retType.getName() + " " + name);
            printParameters(m.getParameterTypes());
        }
    }

    public static void printParameters(Class[] paramTypes) {
        System.out.print("(");
        for (int i = 0; i < paramTypes.length; i++) {
            if (i > 0) {
                System.out.print(", ");
            }
            System.out.print(paramTypes[i].getName());
        }
        System.out.println(");");
    }
}

运行情况：