Java 反射(Reflection)

在本教程中，我们将学习反射，这是Java编程中的一个特性，它允许我们检查和修改类、方法等。

在Java中，反射允许我们在运行时检查和操作类、接口、构造函数、方法和字段。

Java 类名为Class

在学习Java反射之前，我们需要了解一个名为Class的Java类。

Java中有一个名为Class的类，该类在运行时保留有关对象和类的所有信息。

Class对象描述了特定类的属性。该对象用于执行反射。

创建名为Class的类的对象

我们可以创建Class的对象，通过：

• 使用forName()方法

forName()接受字符串参数（类的名称）并返回Class对象。返回的对象引用字符串指定的类。例如，

Class Dog {  }
Class c1 = Class.forName("Dog");

• 使用getClass()方法

 getClass()方法使用特定类的对象来创建新的对象Class。例如，

Dog d1 = new Dog()
Class c1 = d1.getClass();

• 使用.class

我们还可以使用.class扩展名创建Class对象。例如，

Class c1 = Dog.class;

创建Class对象后，我们可以使用这些对象执行反射。

获取接口

我们可以使用Class的getInterfaces()方法来收集类实现的接口的信息。此方法返回一个接口数组。

示例：获取接口

import java.lang.Class;
import java.lang.reflect.*;

interface Animal {
   public void display();
}

interface Mammal {
   public void makeSound();
}

class Dog implements Animal, Mammal {
   public void display() {
      System.out.println("I am a dog.");
   }

   public void makeSound() {
      System.out.println("Bark bark");
   }
}

class ReflectionDemo {
  public static void main(String[] args) {
      try {
          //创建一个Dog类的对象
          Dog d1 = new Dog();

          //使用getClass()创建Class对象
          Class obj = d1.getClass();
        
          //查找由Dog实现的接口
          Class[] objInterface = obj.getInterfaces();
          for(Class c : objInterface) {

              //打印接口名称
              System.out.println("Interface Name: " + c.getName());
          }
      }

      catch(Exception e) {
          e.printStackTrace();
      }
   }
}

输出结果

Interface Name: Animal
Interface Name: Mammal

获取超类和访问修饰符

类Class的方法getSuperclass()可用于获取有关特定类的超类的信息。

而且，Class提供了一种getModifier()方法，该方法以整数形式返回class的修饰符。

示例：获取超类和访问修饰符

import java.lang.Class;
import java.lang.reflect.*;

interface Animal {
   public void display();
}

public class Dog implements Animal {
   public void display() {
       System.out.println("I am a dog.");
   }
}

class ReflectionDemo {
   public static void main(String[] args) {
       try {
           //创建一个Dog类的对象
           Dog d1 = new Dog();

           //使用getClass()创建Class对象
           Class obj = d1.getClass();

           //以整数形式获取Dog的访问修饰符
           int modifier = obj.getModifiers();
           System.out.println("修饰符： " + Modifier.toString(modifier));

           //找到Dog的超类
           Class superClass = obj.getSuperclass();
           System.out.println("Superclass: " + superClass.getName());
       }

       catch(Exception e) {
           e.printStackTrace();
       }
   }
}

输出结果

修饰符： public
Superclass: Animal

反射字段，方法和构造函数

该软件包java.lang.reflect提供了可用于操作类成员的类。例如，

• 方法类 - 提供有关类中方法的信息

• 字段类 - 提供有关类中字段的信息

• 构造函数类  - 提供有关类中构造函数的信息

Java 反射与字段

 我们可以使用Field类提供的各种方法检查和修改类的不同字段。

• getFields() - 返回该类及其超类的所有公共字段

• getDeclaredFields()  - 返回类的所有字段

• getModifier() - 以整数形式返回字段的修饰符

• set(classObject,value) - 使用指定的值设置字段的值

• get(classObject) - 获取字段的值

• setAccessible(boolean) - 使私有字段可访问

注意：如果我们知道字段名称，则可以使用

• getField("fieldName"） - 从类返回名称为fieldName的公共字段。

• getDeclaredField("fieldName"） - 从类返回名称为fieldName的字段。
  

示例：访问访问公共字段

import java.lang.Class;
import java.lang.reflect.*;

class Dog {
  public String type;
}

class ReflectionDemo {
  public static void main(String[] args) {
     try{
         Dog d1 = new Dog();
          //创建Class对象
         Class obj = d1.getClass();

        //操纵Dog类的公共字段type
         Field field1 = obj.getField("type");
        //设置字段的值
         field1.set(d1, "labrador");
        //通过转换成字符串来获取字段的值
         String typeValue = (String)field1.get(d1);
         System.out.println("type: " + typeValue);

         //获取类型的访问修饰符
         int mod1 = field1.getModifiers();
         String modifier1 = Modifier.toString(mod1);
         System.out.println("修饰符： " + modifier1);
         System.out.println(" ");
     }
     catch(Exception e) {
         e.printStackTrace();
     }
  }
}

输出结果

type: labrador
修饰符： public

示例：访问私有字段

import java.lang.Class;
import java.lang.reflect.*;

class Dog {
 private String color;
}

class ReflectionDemo {
public static void main(String[] args) {
   try {
      Dog d1 = new Dog();
      //创建类Class对象
      Class obj = d1.getClass();

      //访问私有字段
      Field field2 = obj.getDeclaredField("color");
     
      //使私有字段可访问
      field2.setAccessible(true);
      //设置color值
      field2.set(d1, "brown");
      // get the value of type converting in String
      String colorValue = (String)field2.get(d1);
      System.out.println("color: " + colorValue);

      //获取color的访问修饰符
      int mod2 = field2.getModifiers();
      String modifier2 = Modifier.toString(mod2);
      System.out.println("modifier: " + modifier2);
   }
   catch(Exception e) {
      e.printStackTrace();
   }
 }
}

输出结果

color: brown
modifier: private

Java 反射与方法

像字段一样，我们可以使用Method类提供的各种方法来检查类的不同方法。

• getMethods() - 返回该类及其超类的所有公共方法

• getDeclaredMethod() - 返回该类的所有方法

• getName() - 返回方法的名称

• getModifiers() - 以整数形式返回方法的访问修饰符

• getReturnType() - 返回方法的返回类型

示例：方法反射

import java.lang.Class;
import java.lang.reflect.*;

class Dog {
   public void display() {
      System.out.println("I am a dog.");
   }

   protected void eat() {
      System.out.println("I eat dog food.");
   }

   private void makeSound() {
      System.out.println("Bark Bark");
   }

}

class ReflectionDemo {
   public static void main(String[] args) {
      try {
          Dog d1 = new Dog();

          //创建一个Class对象
          Class obj = d1.getClass();
          
          //使用getDeclaredMethod()获取所有方法
          Method[] methods = obj.getDeclaredMethods();

          //获取方法的名称
          for(Method m : methods) {
               
             System.out.println("方法名称： " + m.getName());
              
             //获取方法的访问修饰符
             int modifier = m.getModifiers();
             System.out.println("修饰符： " + Modifier.toString(modifier));
              
             //获取方法的返回类型
             System.out.println("Return Types: " + m.getReturnType());
             System.out.println(" ");
          }
       }
       catch(Exception e) {
           e.printStackTrace();
       }
   }
}

输出结果

方法名称： display
修饰符： public
Return type: void

方法名称： eat
修饰符： protected
返回类型： void

方法名称： makeSound
修饰符： private
返回类型： void

Java 反射与构造函数

我们还可以使用Constructor类提供的各种方法检查类的不同构造函数。

• getConstructors() - 返回该类的所有公共构造函数以及该类的超类

• getDeclaredConstructor() -返回所有构造函数

• getName() - 返回构造函数的名称

• getModifiers() - 以整数形式返回构造函数的访问修饰符

• getParameterCount() - 返回构造函数的参数数量

示例：构造函数反射

import java.lang.Class;
import java.lang.reflect.*;

class Dog {

   public Dog() {
      
   }
   public Dog(int age) {
      
   }

   private Dog(String sound, String type) {
      
   }
}

class ReflectionDemo {
   public static void main(String[] args) {
      try {
           Dog d1 = new Dog();
           Class obj = d1.getClass();

           //使用getDeclaredConstructor()获取一个类中的所有构造函数
           Constructor[] constructors = obj.getDeclaredConstructors();

           for(Constructor c : constructors) {
               //获取构造函数的名称
               System.out.println("构造函数名称： " + c.getName());

               //获取构造函数的访问修饰符
               int modifier = c.getModifiers();
               System.out.println("修饰符： " + Modifier.toString(modifier));

               //获取构造函数中的参数数量
               System.out.println("参数个数： " + c.getParameterCount());
          }
       }
       catch(Exception e) {
           e.printStackTrace();
       }
    }
}

输出结果

构造函数名称： Dog
修饰符： public
参数个数： 0

构造函数名称： Dog
修饰符： public
参数个数： 1

构造函数名称： Dog
修饰符： private
参数个数： 2