java（教学0）韩建雷 java反射机制_relea.ppt

JAVA反射机制,议程,概述 主要功能 分析类 取得Class 对象 取得类名 找出超类 确定某类实现的接口 检查接口 取得类字段 取得构造方法 取得方法信息 取得字段的值 创建对象,概述,在Java运行时环境中，对于任意一个类，能否知道这个类有哪些属性和方法？对于任意一个对象，能否调用它的任意一个方法？答案是肯定的。这种动态获取类的信息以及动态调用对象的方法的功能来自于Java 语言的反射（Reflection）机制。 Reflection是一系列的API，它用于表示或者处理当前JVM中的类，接口和对象。,主要功能,确定一个对象的类 取出类的modifiers,数据成员，方法，构造器和超类 找出某个接口里定义的常量和方法说明 创建一个类实例，这个实例在运行时刻才有名字（运行时间才生成的对象） 取得和设定对象数据成员的值，如果数据成员名是运行时刻确定的也能做倒。 在运行时刻调用动态对象的方法 创建数组，数组大小和类型在运行时刻才确定。也能更改数组成员的值。,分析类,如果你在编一个类浏览器程序，你就需要取得类在运行时刻的有关信息。比如，你想显示某个类的数据成员名，方法和构造器。再比如，你想显示某个类到底实现了哪些接口。这些信息可以由自省此类的Class对象来取得。 对于每个类而言，JRE都为其保留一个不变的Class类型的对象。一个Class对象包含了特定某个类的有关信息。你可以通过调用Class对象的有关方法，返回特定类的构造器对象，方法对象和数据成员对象。通过这些返回的对象，你就可以得到构造器，方法和数据成员的所有详细原始定义。 Class对象也包含接口信息。你可以调用Class对象的某些方法来取得某接口的modifiers，方法和公共常数。如果Class对象用来表示接口，那么Class对象的部份方法就不可用。比如getConstructors，接口根本没构造器，所以这个方法就没用。,取得Class对象,如果可以取得某个类的实例，你可以调用Ojbect.getClass方法。 请看例子： mystery是某个类的对象。 Class c = mystery.getClass(); 类对象c可以直接输出，请看 JButton jb=new JButton(); Class mc= jb.getClass() ; System.err.println(“类内容“+mc.toString() ); 如果你想取得某个类对象的超类，可以用getSuperclass方法。本例中，getSuperclass方法返回TextComponent的Class对象，因为TextComponet类是TextField的超类。 TextField t = new TextField(); Class c = t.getClass(); Class s = c.getSuperclass(); 运行后直接输出c和s的结果是： 本类内容class javax.swing.JTextField 超类内容class javax.swing.text.JTextComponent,如果你知道类在编译时的名字（类名），取出它的class对象就简单了：类名后跟“.class”后缀就行了。如： Class c1 = java.awt.Button.class; System.err.println(“本类内容+c1.toString() ); 有时候，在编译的时候，对象属于哪个类，类名不知道（多态性），但是在运行的时候就知道对象属于哪个类了（运行时刻绑定）。这时候运行时刻取得对象的类就应该用forName方法。在下例中，如果字串变量strg内容是”java.awt.Button”，那么用forName方法返回Button的Class 对象。 如：,String strg=“java.awt.Button“; Class c2; c2=null; try c2= Class.forName(strg) ; catch(ClassNotFoundException e) System.err.println(“没有这个类“); System.exit(1); System.err.println(“forName 内容“+c2.toString() );,取得类名,每个类都有类名，比如下面的类名就是Point public class Point int x, y; 在运行时刻，类名可以调用Class对象的getName方法来取得。getName返回一个字串，字串是完整的类名。 下面举例：例子首先取得对象的Class对象，然后调用getName得到类名。,import java.lang.reflect.*; import java.awt.*; class SampleName public static void main(String args) Button b = new Button(); printName(b); static void printName(Object o) Class c = o.getClass(); String s = c.getName(); System.out.println(s); 程序输出java.awt.Button,显示类描述符 什么是类描述符呢？就是public, abstract, 或者final. 类描述符前面就是class关键字，请看例子： 要在运行时刻知道类描述符得做以下两步工作： 调用Class对象的getModifiers方法取得描述符用isPublic, isAbstract, and isFinal判断各个描述符 请大家看例子。,import java.lang.reflect.*; import java.awt.*; class SampleModifier public static void main(String args) String s = new String(); printModifiers(s); public static void printModifiers(Object o) Class c = o.getClass(); int m = c.getModifiers(); if (Modifier.isPublic(m) System.out.println(“public“); if (Modifier.isAbstract(m) System.out.println(“abstract“); if (Modifier.isFinal(m) System.out.println(“final“); 从这个程序运行结果中看到String 类是public和final的。,找出超类,java的类是有继承结构的，如果你想编一个类浏览程序，取得超类这一功能当然需要。 用getSuperclass方法可以做到。这个方法返回超类的class对象，如果某类没有超类就返回null.如果想找某个类的父类的父类的。那你可以反复调用getSuperclass直到返回null,import java.lang.reflect.*; import java.awt.*; class SampleSuper public static void main(String args) Button b = new Button(); printSuperclasses(b); static void printSuperclasses(Object o) Class subclass = o.getClass(); Class superclass = subclass.getSuperclass(); while (superclass != null) String className = superclass.getName(); System.out.println(className); subclass = superclass; superclass = subclass.getSuperclass(); 程序输出如下: java.awt.Component java.lang.Object,确定某类实现的接口,一个对象的类型不仅仅由它的类和超类决定，还有一个重要因素是其接口。接口用implements说明，比如： public class RandomAccessFile implements DataOutput, DataInput 要知道一个类实现多少接口可以调用getInterface方法。此方法返回一个Class对象数组。每个元素都代表此类实现的一个接口。用某个元素的getName方法可以取得接口的名字。 下面的程序打印出RandomAccessFile类实现的所有接口,import java.lang.reflect.*; import java.io.*; class SampleInterface public static void main(String args) try RandomAccessFile r = new RandomAccessFile(“myfile“, “r“); printInterfaceNames(r); catch (IOException e) System.out.println(e); static void printInterfaceNames(Object o) Class c = o.getClass(); Class theInterfaces = c.getInterfaces(); for (int i = 0; i theInterfaces.length; i+) String interfaceName = theInterfacesi.getName(); System.out.println(interfaceName); Note that the interface names printed by the sample program are fully qualified: java.io.DataOutput java.io.DataInput,检查接口,对象即可以表示接口也可以表示类。如果你搞不清一个对象到底是由接口来的还是由类来的，可以用isInterface 方法来确定。 要得到接口的信息可以用Class类的方法。如果要找接口中的public常量，可以用getFields方法。用getMethods 可以取得接口中的方法。要看接口的修饰符，可以用getModifiers方法。 下面程序调用isInterface来确定Observer是一个接口，Observale是一个类。,import java.lang.reflect.*; import java.util.*; /*说明如何判断一个对象是接口还是对象实现的*/ class SampleCheckInterface public static void main(String args) Class observer = Observer.class; Class observable = Observable.class; Class jb=java.awt.Button.class ; verifyInterface(observer); verifyInterface(observable); verifyInterface(jb); static void verifyInterface(Class c) String name = c.getName(); if (c.isInterface() System.out.println(name + “ 是接口.“); else System.out.println(name + “ 是类.“); 程序的输出是java.util.Observer是接口.java.util.Observable 是类. java.awt.Button 是类.,取得类字段,写个程序显示类的名字和所有方法和数据成员，调用Class对象的getFields方法就行了。这个方法返回一个字段对象(Field对象数组)数组，一个对象对应一个字段。 如果某个公共字段属于下列情况之一，它就可以被用户存取到 属于本类或超类 本类实现的接口 本类的接口的接口。 由Field对象提供的方法允许你取得字段的名字，类型和描述符。你甚至可以给字段赋值或者取字段的值。 下面的例子打印了panel类的成员的名字和类型。注意，取成员用了getFields方法，用Field对象的getName取名字，用getType取得某个成员的Class对象，由此判断它的 类型。,import java.lang.reflect.*; import java.awt.*; class SampleField public static void main(String args) Panel g = new Panel (); printFieldNames(g); static void printFieldNames(Object o) Class c = o.getClass(); Field publicFields = c.getFields(); for (int i = 0; i publicFields.length; i+) String fieldName = publicFieldsi.getName(); Class typeClass = publicFieldsi.getType(); String fieldType = typeClass.getName(); System.out.println(“字段名: “ + fieldName +“, 类型: “ + fieldType); ,如果一个类的字段是另一个类对象，输出又会如何呢？请看SampleClassField.java import java.lang.reflect.*; public class SampleClassField public int i=0; public float f=0; public Member mb=new Member(“Sam“); public SampleClassField() System.err.println(“start“); public static void main(String args) SampleClassField sampleClassField1 = new SampleClassField(); printFieldNames(sampleClassField1) ; public static void printFieldNames(Object o) Class c = o.getClass(); Field publicFields = c.getFields(); for (int i = 0; i publicFields.length; i+) String fieldName = publicFieldsi.getName(); Class typeClass = publicFieldsi.getType(); String fieldType = typeClass.getName(); System.out.println(“字段名: “+fieldName+“, 类型: “ +fieldType); class Member private String name; public Member(String n1) name=n1; public String getMember() return name; 大家可以看到，类成员是一个对象程序也能输出package名.类名,取得构造方法,构造方法是在创建类对象时调用的特殊方法，构造方法可以重载，由它们的参数加以区别 调用getConstructors方法可以取得类构造方法的有关信息。这个方法返回一个数组的Constructor对象。你可以用Constructor对象里的相关方法来确定构造方法的名字，描述符，参数类型和抛出的意外列表。你也可以用Constructor.newInstance创建一个新的Constructor对象 下面的例子程序打印出Rectangle类的每个构造方法的参数表，程序是这样执行的。 程序用getConstructors方法取得一个数组的Constructor 对象，对于在Constructor数组的每个元素，都调用getParameterTypes方法建了一个数组的Class对象，这个数组里放了某一个构造方法的参数类型表。程序调用getName取得每个参数的类名。,import java.lang.reflect.*; import java.awt.*; class SampleConstructor public static void main(String args) Rectangle r = new Rectangle(); showConstructors(r); static void showConstructors(Object o) Class c = o.getClass(); Constructor theConstructors = c.getConstructors(); for (int i = 0; i theConstructors.length; i+) System.out.print(“( “); Class parameterTypes=theConstructorsi.getParameterTypes(); for (int k = 0;k parameterTypes.length; k +) String parameterString = parameterTypesk.getName(); System.out.print(parameterString + “ “); System.out.println(“)“); ,取得方法信息,如何找出类的public方法呢？当然是调用getMethods方法。由getMethods方法返回一个数组，数组元素类型是Method对象。方法的名字，类型，参数，描述和抛出的意外都可以由Method对象的方法来取得。用Method.invoke 方法自己调用这个方法。 下面的例子打印Polygon类里的公共方法的名字、返回类型，参数类型。它用getMethods方法取出方法对象数组对于Method数组的每个元素做以下事情: getName取方法名 getReturnType取返回值的类型 用getParameterTypes取得返回类型的数组 对每个参数用getName取参数名。,import java.lang.reflect.*; import java.awt.*; class SampleMethod public static void main(String args) Polygon p = new Polygon(); showMethods(p); static void showMethods(Object o) Class c = o.getClass(); Method theMethods = c.getMethods(); for (int i = 0; i theMethods.length; i+) String methodString = theMethodsi.getName(); System.out.println(“Name: “ + methodString); String returnString=theMethodsi.getReturnType().getName(); System.out.println(“ Return Type: “ + returnString); Class parameterTypes = theMethodsi.getParameterTypes(); System.out.print(“ Parameter Types:“); for (int k = 0; k parameterTypes.length; k +) String parameterString = parameterTypesk.getName(); System.out.print(“ “ + parameterString); System.out.println(); ,创建对象,如果在编译时你不知道类名，你怎么在运行的时候创建一个对象？如果你在运行时候才知道类名，然后想新建一个对象怎么办？比如用户在设计器里拖了一个部件向屏幕上一放，这时候怎么办？ String className; Object o = new (className); /这么做不对！ new 操作符不能这么用。 如果你要建立一个对象，用不着构造参数，那么，你可以用Class对象的newInstance 建立之。问题是如果此类没有无参构造方法怎么办呢？就扔出了NoSuchMethodException意外。构造的信息可以从getConstructors中得到。 下面的程序先用forName找到类，然后用newInstance建立一个对象。,import java.lang.reflect.*; import java.awt.*; class SampleNoArg public static void main(String args) Rectangle r = (Rectangle)createObject(“Rectangle“); System.out.println(r.toString(); static Object createObject(String className) Object object = null; try Class classDefinition = Class.forName(className); object = classDefinition.newInstance(); catch(InstantiationException e)System.out.println(e); catch(IllegalAccessException e) System.out.println(e); catch(ClassNotFoundException e) System.out.println(e); return object; ,如果构造有参数咋办呢？那你就用Constructor对象的newInstance方法，而不是Class对象的方法。具体按以下步骤做： 用Class对象的getConstructor方法取得Constructor对象数组。getConstructor方法带一个参数，它是一个数组，里面放的是所需要构造方法参数的个数和类型。 用Constructor的newInstance方法创建对象。它有一个参数：一个对象数组，其元素就是要传给构造方法的参数表 下面的例子创建了两个integer参数的一个Rectangle对象 相当于Rectangle rectangle = new Rectangle(12, 34); 传给newInstance的数组元素是object类型，所以呢，基本类型得包装一下Wrapped.,import java.lang.reflect.*; import java.awt.*; class SampleInstance public static void main(String args) Rectangle rectangle; Class rectangleDefinition; Class intArgsClass = new Class int.class, int.class; Integer height = new Integer(12); Integer width = new Integer(34); Object intArgs = new Object height, width; Constructor intArgsConstructor; try rectangleDefinition = Class.forName(“java.awt.Rectangle“); intArgsConstructor=rectangleDefinition.getConstructor(intArgsClass); rectangle = (Rectangle) createObject(intArgsConstructor, intArgs); catch(ClassNotFoundException e)System.out.println(e); catch(NoSuchMethodException e)System.out.println(e); ,public static Object createObject(Constructor constructor,Object arguments) System.out.println (“Constructor: “ + constructor.toString(); Object object = null; try object = constructor.newInstance(arguments); System.out.println (“Object: “ + object.toString(); return object; catch(InstantiationException e) System.out.println(e); catch(IllegalAccessException e) System.out.println(e); catch(IllegalArgumentException e) System.out.println(e); catch(InvocationTargetException e) System.out.println(e); return object; 程序输出： Constructor: public java.awt.Rectangle(int,int) Object: java.awt.Rectanglex=0,y=0,width=12,height=34,取得字段的值,如果你开发debugger,运行时候取对象字段的值当然得会编程序。按三步走： 1 创建一个Class对象。 2 用getField方法创建一个Field对象 3 调用某个Field对象的的get方法 Fields类有专门的方法对付基本数据类型。比如getInt,getFloat等等，顾名思义就成了。如果是对象的话就好办了，直接用get方法返回对象。 下面的程序取的是height字段。height是个基本数据类型int，返回的就是个wapper对象。field是在编译时知道名字的字段，但是，在GUI设计器等动态的东西中，字段名在运行时候才知道。,import java.lang.reflect.*; import java.awt.*; class SampleGet public static void main(String args) Rectangle r = new Rectangle(100, 325); printHeight(r); static void printHeight(Rectangle r) Field heightField; Integer heightValue; Class c = r.getClass(); try heightField = c.getField(“height“); heightValue = (Integer) heightField.get(r);/用getInt 也可以 System.out.println(“Height: “ + heightValue.toString(); catch(NoSuchFieldException e) System.out.println(e); catch(SecurityException e) System.out.println(e); catch(IllegalAccessException e) System.out.println(e); ,设定字段值 一些调试器允许用户在调试期间改变字段值。如果你在写这样的程序，就得照下面的步骤做： 1 先建一个Class对象 2 用getField对象的getField方法取得Field对象。 3 调用Field对象的合适的set方法。 Field类提供了setBoolean,setInt等方法。如果字段是对象，直接用set方法就行了。对于原始类型对象，用wrapper也行。 下面的程序修改了width字段。,import java.lang.reflect.*; import java.awt.*; class SampleSet public static void main(String args) Rectangle r = new Rectangle(100, 20); System.out.println(“original: “ + r.toString(); modifyWidth(r, new Integer(300); System.out.println(“modified: “ + r.toString(); static void modifyWidth(Rectangle r, Integer widthParam ) Field widthField; Integer widthValue; Class c = r.get