Java核心技术（卷I） 11、反射

能够分析类能力的程序称为反射

1、反射机制的作用

• 在运行时分析类的能力
• 在运行时检查对象
• 实现泛型数组操作代码
• 利用Method对象

2、Class类

• Java运行时系统始终为所有对象维护一个运行时类标识，这个信息会跟踪每个对象所属的类。
• 虚拟机利用运行时类型信息选择要执行的正确的方法
• 可以使用Class类访问这些信息
• Class类实际上是一个泛型类，Employee.class的类型是Class<Employee>

Employee e;
Class cl = e.getClass();  // 如果e是Employee则cl是Employee，如果e是Manager则cl是Manager

• 如果有一个Class类型的对象，可以用它来构造类实例

var className = "java.util.Random";
Class cl = Class.forName(className);
Object obj = cl.getConstructor().newInstance(); // 如果没有无参构造器会抛出异常

3、利用反射分析类的能力

• Field 类的描述字段 getFields
• Method 类的方法 getMethods
• Constructor 类的构造器 getConstructor

var harry = new Employeee("Harry P",5000,10,1,1989);
Class cl = harry.getClass(); // Employee
Field f = cl.getDeclaredField("name"); // Employee的name这个字段
Object v = f.get(harry); // 获取的是harry的name字段的值

4、反射案例

扩展一个Array数组

• 目的是扩展一个已经填满的数组

public static Object[] badCopyOf(Object[] a, int newLength) // not useful  因为Object没法转换成其他类型的数组
   {
      Object[] newArray = new Object[newLength];
      System.arraycopy(a, 0, newArray, 0, Math.min(a.length, newLength));
      return newArray;
   }

• 为了实现一个通用的扩展数组的方法，可以用反射在运行的时候获取数组里元素的类型

public static Object goodCopyOf(Object a, int newLength) 
   {
      Class cl = a.getClass();
      if (!cl.isArray()) return null;
      Class componentType = cl.getComponentType(); // 返回数组中元素的Class对象，如果不是Class对象那么返回null
      int length = Array.getLength(a);
      Object newArray = Array.newInstance(componentType, newLength);
      System.arraycopy(a, 0, newArray, 0, Math.min(length, newLength));
      return newArray;
   }

• Array.newInstance

public static Object newInstance(Class<?> componentType, int length)
            throws NegativeArraySizeException {
        return newArray(componentType, length);
    }

调用任意方法和构造器

• Field类的get方法可以查看一个对象的字段
• Method类可以通过invoke方法调用包装在当前Method对象中的方法，invoke的参数和返回值必须是Object类型，Obejct invoke(Object obj, Object... args)，如果是静态方法，第一个参数可以是null

import java.lang.reflect.*;

public class MethodTableTest
{
   public static void main(String[] args) throws Exception
   {
      // get method pointers to the square and sqrt methods
      Method square = MethodTableTest.class.getMethod("square", double.class);
      Method sqrt = Math.class.getMethod("sqrt", double.class);

      printTable(1, 10, 10, square);
      printTable(1, 10, 10, sqrt);
   }

   public static double square(double x)
   {
      return x * x;
   }

   public static void printTable(double from, double to, int n, Method f)
   {
      System.out.println(f);
      double dx = (to - from) / (n - 1);
      for (double x = from; x <= to; x += dx)
      {
         try
         {
            double y = (Double) f.invoke(null, x); //这里用到invoke
            System.out.printf("%10.4f | %10.4f%n", x, y);
         }
         catch (Exception e)
         {
            e.printStackTrace();
         }
      }
   }
}

• Constructor类，获取类的构造器，构造对象

Class cl = Random.class;
Constructor cons = cl.getConstructor(long.class);
Object obj = cons.newInstance(42L);

反射有什么用 https://www.zhihu.com/question/377483107