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Day(23)--反射

web 2025/7/19 4:39:55

反射

反射允许对成员变量，成员方法和构造方法的信息进行编程访问

获取class对象

Class.forName("全类名");

全类名 = 包名 + 类名
类名.class
对象.getClass();

利用反射获取构造方法

在 Java 里，反射机制可以让你在运行时获取类的信息，其中就包含构造方法。下面我会给出一个示例代码，展示怎样通过反射获取构造方法。

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

class MyClass {// 无参构造方法public MyClass() {System.out.println("调用无参构造方法");}
// 有参构造方法public MyClass(String message) {System.out.println("调用有参构造方法，参数为: " + message);}
}

public class ReflectionConstructorExample {public static void main(String[] args) {try {// 获取类的 Class 对象Class<?> clazz = MyClass.class;
// 获取所有公共构造方法Constructor<?>[] constructors = clazz.getConstructors();
// 输出所有公共构造方法System.out.println("所有公共构造方法:");for (Constructor<?> constructor : constructors) {System.out.println(constructor);}
// 获取无参构造方法Constructor<?> noArgConstructor = clazz.getConstructor();// 使用无参构造方法创建对象MyClass obj1 = (MyClass) noArgConstructor.newInstance();
// 获取有参构造方法Constructor<?> argConstructor = clazz.getConstructor(String.class);// 使用有参构造方法创建对象MyClass obj2 = (MyClass) argConstructor.newInstance("Hello, Reflection!");
} catch (NoSuchMethodException | InstantiationException |IllegalAccessException | InvocationTargetException e) {e.printStackTrace();}}
}

代码解释

MyClass 类：定义了一个类，包含无参构造方法和有参构造方法。
ReflectionConstructorExample 类

：
- clazz.getConstructors()：获取类的所有公共构造方法。
- clazz.getConstructor()：获取无参构造方法。
- clazz.getConstructor(String.class)：获取带有一个 String 类型参数的构造方法。
- constructor.newInstance()：使用构造方法创建对象。

注意事项

若要获取非公共的构造方法，可使用 getDeclaredConstructors() 和 getDeclaredConstructor() 方法。
在使用 newInstance() 方法创建对象时，可能会抛出 InstantiationException、IllegalAccessException 和 InvocationTargetException 异常，需要进行异常处理。

利用反射获取成员变量

在 Java 中，通过反射机制能够在运行时获取类的成员变量。下面给出示例代码，展示如何使用反射来获取成员变量：

import java.lang.reflect.Field;

class Student {// 公共成员变量public String name;// 私有成员变量private int age;// 受保护成员变量protected String gender;
public Student(String name, int age, String gender) {this.name = name;this.age = age;this.gender = gender;}
}

public class ReflectionFieldExample {public static void main(String[] args) {try {// 获取 Student 类的 Class 对象Class<?> studentClass = Student.class;
// 创建 Student 类的实例Student student = new Student("Alice", 20, "Female");
// 获取所有公共成员变量Field[] publicFields = studentClass.getFields();System.out.println("所有公共成员变量：");for (Field field : publicFields) {System.out.println(field.getName() + " : " +()); field.getType// 获取公共成员变量的值System.out.println("值为: " + field.get(student));}
// 获取所有声明的成员变量（包括私有、受保护和公共的）Field[] declaredFields = studentClass.getDeclaredFields();System.out.println("\n所有声明的成员变量：");for (Field field : declaredFields) {System.out.println(field.getName() + " : " + field.getType());// 如果是私有成员变量，需要设置可访问性if (!field.isAccessible()) {field.setAccessible(true);}// 获取成员变量的值System.out.println("值为: " + field.get(student));}
} catch (IllegalAccessException e) {e.printStackTrace();}}
}

代码解释

Student 类：定义了一个包含公共、私有和受保护成员变量的类，并且提供了一个构造方法用于初始化这些变量。
ReflectionFieldExample 类

：
- studentClass.getFields()：获取类的所有公共成员变量。
- studentClass.getDeclaredFields()：获取类声明的所有成员变量，包括私有、受保护和公共的。
- field.get(student)：获取指定对象中该成员变量的值。对于私有成员变量，需要先调用 field.setAccessible(true) 来设置可访问性。

注意事项

getFields() 方法只能获取公共的成员变量，而 getDeclaredFields() 方法可以获取类中声明的所有成员变量。
访问私有成员变量时，需要调用 setAccessible(true) 方法来绕过 Java 的访问控制检查，但这可能会破坏类的封装性，使用时要谨慎。

反射获取成员方法

在 Java 里，借助反射机制可以在运行时获取类的成员方法。下面是一个示例代码，展示如何通过反射获取成员方法并调用它们：

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

class Calculator {// 无参方法public int add() {return 1 + 2;}
// 有参方法public int multiply(int a, int b) {return a * b;}
}

public class ReflectionMethodExample {public static void main(String[] args) {try {// 获取 Calculator 类的 Class 对象Class<?> calculatorClass = Calculator.class;
// 创建 Calculator 类的实例Calculator calculator = calculatorClass.getDeclaredConstructor().newInstance();
// 获取无参方法Method addMethod = calculatorClass.getMethod("add");// 调用无参方法int result1 = (int) addMethod.invoke(calculator);System.out.println("无参方法 add 的结果: " + result1);
// 获取有参方法Method multiplyMethod = calculatorClass.getMethod("multiply", int.class, int.class);// 调用有参方法int result2 = (int) multiplyMethod.invoke(calculator, 3, 4);System.out.println("有参方法 multiply 的结果: " + result2);
} catch (NoSuchMethodException | InstantiationException |IllegalAccessException | InvocationTargetException e) {e.printStackTrace();}}
}

代码解释

Calculator 类：定义了两个方法，一个是无参的 add 方法，另一个是带有两个 int 类型参数的 multiply 方法。
ReflectionMethodExample 类

：
- calculatorClass.getMethod("add")：获取名为 add 的无参公共方法。
- calculatorClass.getMethod("multiply", int.class, int.class)：获取名为 multiply 且参数类型为两个 int 类型的公共方法。
- method.invoke(calculator, ...)：调用指定对象的方法。对于无参方法，直接传入对象；对于有参方法，需要传入对象和相应的参数。

注意事项

getMethod 方法只能获取公共方法，如果要获取非公共方法，可以使用 getDeclaredMethod 方法。
在调用 invoke 方法时，可能会抛出 InvocationTargetException 异常，该异常的 getCause 方法可以获取实际抛出的异常。
若要调用非公共方法，需要先调用 method.setAccessible(true) 来设置可访问性。

反射的作用

反射是 Java 提供的一种强大机制，允许程序在运行时动态地获取类的信息、创建对象、调用方法以及访问和修改成员变量等。下面详细介绍反射的作用：

1. 动态创建对象

在 Java 里，一般情况下创建对象使用 new 关键字，但在某些场景下，在编译时并不知道要创建哪个类的对象，这时反射就能发挥作用。比如，在配置文件中指定类名，程序运行时根据配置文件的内容动态创建对象。

java

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

class ExampleClass {public ExampleClass() {System.out.println("ExampleClass 实例已创建");}
}

public class DynamicObjectCreation {public static void main(String[] args) {try {Class<?> clazz = Class.forName("ExampleClass");Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor();ExampleClass obj = (ExampleClass) constructor.newInstance();} catch (ClassNotFoundException | NoSuchMethodException |InstantiationException | IllegalAccessException |InvocationTargetException e) {e.printStackTrace();}}
}

2. 动态调用方法

借助反射，能够在运行时动态地调用对象的方法。这在框架开发里十分有用，比如在测试框架中，可根据测试用例动态调用相应的测试方法。

java

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

class MethodCallExample {public void printMessage(String message) {System.out.println("消息: " + message);}
}

public class DynamicMethodCall {public static void main(String[] args) {try {MethodCallExample example = new MethodCallExample();Class<?> clazz = example.getClass();Method method = clazz.getMethod("printMessage", String.class);method.invoke(example, "Hello, Reflection!");} catch (NoSuchMethodException | IllegalAccessException |InvocationTargetException e) {e.printStackTrace();}}
}

3. 访问和修改私有成员

虽然 Java 有访问控制机制来限制对私有成员的访问，但反射可以绕过这些限制，在运行时访问和修改私有成员变量和方法。不过要谨慎使用，因为这可能破坏类的封装性。

java

import java.lang.reflect.Field;

class PrivateAccessExample {private String privateField = "私有字段的值";
}

public class AccessPrivateMembers {public static void main(String[] args) {try {PrivateAccessExample example = new PrivateAccessExample();Class<?> clazz = example.getClass();Field field = clazz.getDeclaredField("privateField");field.setAccessible(true);String value = (String) field.get(example);System.out.println("私有字段的值: " + value);field.set(example, "新的值");System.out.println("修改后的私有字段的值: " + field.get(example));} catch (NoSuchFieldException | IllegalAccessException e) {e.printStackTrace();}}
}