Java程序设计示例教程

本文以实例形式详细讲述了Java的反射机制，是Java程序设计中重要的技巧。分享给大家供大家参考。具体分析如下：

首先，Reflection是Java 程序开发语言的特征之一，它允许运行中的 Java 程序对自身进行检查，或者说"自审"，并能直接操作程序的内部属性。例如，使用它能获得 Java 类中各成员的名称并显示出来。 Java 的这一能力在实际应用中也许用得不是很多，但是在其它的程序设计语言中根本就不存在这一特性。例如，Pascal、C 或者 C++ 中就没有办法在程序中获得函数定义相关的信息。

JavaBean 是 reflection 的实际应用之一，它能让一些工具可视化的操作软件组件。这些工具通过 reflection 动态的载入并取得 Java 组件(类) 的属性。

1. 一个简单的例子

考虑下面这个简单的例子，让我们看看 reflection 是如何工作的。

import ect.*; public class DumpMethods { public static void main(String args[]) { try { Class c = ame("k"); Method m[] = eclaredMethods(); for (int i = 0; i < th; i++) tln(m[i]ring()); } catch (Throwable e){ tln(e); } } }

它的结果输出为：

public synchronized ct ()public ct (ct)public boolean y()public synchronized ct ()public synchronized int ch(ct)

这样就列出了k 类的各方法名以及它们的限制符和返回类型。

这个程序使用 ame 载入指定的类，然后调用 getDeclaredMethods 来获取这个类中定义了的方法列表。ods 是用来描述某个类中单个方法的一个类。

2.开始使用 Reflection

用于 reflection 的类，如 Method，可以在 ect 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 s 对象。在运行中的 Java 程序中，用 s 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 = ame("ng");

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 = s; 或者 Class c = ;

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：

Class c = ame("ng"); Method m[] = eclaredMethods(); tln(m[0]ring());

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，stance 方法可以用于模拟 instanceof 操作符：

class S { } public class IsInstance { public static void main(String args[]) { try { Class cls = ame("S"); boolean b1 = stance(new Integer(37)); tln(b1); boolean b2 = stance(new S()); tln(b2); } catch (Throwable e) { tln(e); } } }

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：

import ect.*; public class Method1 { private int f1(Object p, int x) throws NullPointerException { if (p == null) throw new NullPointerException(); return x; } public static void main(String args[]) { try { Class cls = ame("Method1"); Method methlist[] = eclaredMethods(); for (int i = 0; i < th; i++) { Method m = methlist[i]; tln("name = " + ame()); tln("decl class = " + eclaringClass()); Class pvec[] = arameterTypes(); for (int j = 0; j < th; j++) tln("param #" + j + " " + pvec[j]); Class evec[] = xceptionTypes(); for (int j = 0; j < th; j++) tln("exc #" + j + " " + evec[j]); tln("return type = " + eturnType()); tln("-----"); } } catch (Throwable e) { tln(e); } } }

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：

name = f1 decl class = class method1 param #0 class ct param #1 int exc #0 class PointerException return type = int-----name = main decl class = class method1 param #0 class [ng; 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：

import ect.*;public class Constructor1 { public Constructor1() { } protected Constructor1(int i, double d) { } public static void main(String args[]) { try { Class cls = ame("Constructor1"); Constructor ctorlist[] = eclaredConstructors(); for (int i = 0; i < th; i++) { Constructor ct = ctorlist[i]; tln("name = " + ame()); tln("decl class = " + eclaringClass()); Class pvec[] = arameterTypes(); for (int j = 0; j < th; j++) tln("param #" + j + " " + pvec[j]); Class evec[] = xceptionTypes(); for (int j = 0; j < th; j++) tln("exc #" + j + " " + evec[j]); tln("-----"); } } catch (Throwable e) { tln(e); } } }

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：

name = Constructor1decl class = class Constructor1param #0 intparam #1 double-----name = Constructor1decl class = class Constructor1-----

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：

import ect.*; public class Field1 { private double d; public static final int i = 37; String s = "testing"; public static void main(String args[]) { try { Class cls = ame("Field1"); Field fieldlist[] = eclaredFields(); for (int i = 0; i < th; i++) { Field fld = fieldlist[i]; tln("name = " + ame()); tln("decl class = " + eclaringClass()); tln("type = " + ype()); int mod = odifiers(); tln("modifiers = " + ring(mod)); tln("-----"); } } catch (Throwable e) { tln(e); } } }

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 ring 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：

name = ddecl class = class Field1type = doublemodifiers = private-----name = idecl class = class Field1type = intmodifiers = public static final-----name = sdecl class = class Field1type = class ngmodifiers = -----

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：

import ect.*; public class Method2 { public int add(int a, int b) { return a + b; } public static void main(String args[]) { try { Class cls = ame("Method2"); Class partypes[] = new Class[2]; partypes[0] = ; partypes[1] = ; Method meth = ethod("add", partypes); Method2 methobj = new Method2(); Object arglist[] = new Object[2]; arglist[0] = new Integer(37); arglist[1] = new Integer(47); Object retobj = ke(methobj, arglist); Integer retval = (Integer) retobj; tln(alue()); } catch (Throwable e) { tln(e); } } }

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：

import ect.*; public class Constructor2 { public Constructor2() { } public Constructor2(int a, int b) { tln("a = " + a + " b = " + b); } public static void main(String args[]) { try { Class cls = ame("Constructor2"); Class partypes[] = new Class[2]; partypes[0] = ; partypes[1] = ; Constructor ct = onstructor(partypes); Object arglist[] = new Object[2]; arglist[0] = new Integer(37); arglist[1] = new Integer(47); Object retobj = nstance(arglist); } catch (Throwable e) { tln(e); } } }

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：

import ect.*; public class Field2 { public double d; public static void main(String args[]) { try { Class cls = ame("Field2"); Field fld = ield("d"); Field2 f2obj = new Field2(); tln("d = " + f2obj.d); ouble(f2obj, 12.34); tln("d = " + f2obj.d); } catch (Throwable e) { tln(e); } } }

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：

import ect.*; public class Array1 { public static void main(String args[]) { try { Class cls = ame("ng"); Object arr = nstance(cls, 10); (arr, 5, "this is a test"); String s = (String) (arr, 5); tln(s); } catch (Throwable e) { tln(e); } } }

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：

import ect.*; public class Array2 { public static void main(String args[]) { int dims[] = new int[]{5, 10, 15}; Object arr = nstance(, dims); Object arrobj = (arr, 3); Class cls = lass()omponentType(); tln(cls); arrobj = (arrobj, 5); nt(arrobj, 10, 37); int arrcast[][][] = (int[][][]) arr; tln(arrcast[3][5][10]); } }

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 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 nt 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。

相信本文所述对大家Java程序设计的学习有一定的借鉴价值。