Java程序設計示例教程

本文以實例形式詳細講述了Java的反射機制，是Java程序設計中重要的技巧。分享給大家供大家參考。具體分析如下：

首先，Reflection是Java 程序開發語言的特徵之一，它允許運行中的 Java 程序對自身進行檢查，或者説"自審"，並能直接操作程序的內部屬性。例如，使用它能獲得 Java 類中各成員的名稱並顯示出來。 Java 的這一能力在實際應用中也許用得不是很多，但是在其它的程序設計語言中根本就不存在這一特性。例如，Pascal、C 或者 C++ 中就沒有辦法在程序中獲得函數定義相關的信息。

JavaBean 是 reflection 的實際應用之一，它能讓一些工具可視化的操作軟件組件。這些工具通過 reflection 動態的載入並取得 Java 組件(類) 的屬性。

1. 一個簡單的例子

考慮下面這個簡單的例子，讓我們看看 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); } } }

它的結果輸出為：

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

這樣就列出了k 類的各方法名以及它們的限制符和返回類型。

這個程序使用 ame 載入指定的類，然後調用 getDeclaredMethods 來獲取這個類中定義了的方法列表。ods 是用來描述某個類中單個方法的一個類。

2.開始使用 Reflection

用於 reflection 的類，如 Method，可以在 ect 包中找到。使用這些類的時候必須要遵循三個步驟：第一步是獲得你想操作的類的 s 對象。在運行中的 Java 程序中，用 s 類來描述類和接口等。

下面就是獲得一個 Class 對象的方法之一：

Class c = ame("ng");

這條語句得到一個 String 類的類對象。還有另一種方法，如下面的語句：

Class c = s; 或者 Class c = ;

它們可獲得基本類型的類信息。其中後一種方法中訪問的是基本類型的封裝類 (如 Integer) 中預先定義好的 TYPE 字段。

第二步是調用諸如 getDeclaredMethods 的方法，以取得該類中定義的所有方法的列表。

一旦取得這個信息，就可以進行第三步了——使用 reflection API 來操作這些信息，如下面這段代碼：

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

它將以文本方式打印出 String 中定義的第一個方法的原型。

在下面的例子中，這三個步驟將為使用 reflection 處理特殊應用程序提供例證。

模擬 instanceof 操作符

得到類信息之後，通常下一個步驟就是解決關於 Class 對象的一些基本的問題。例如，stance 方法可以用於模擬 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); } } }

在這個例子中創建了一個S 類的 Class 對象，然後檢查一些對象是否是S的實例。Integer(37) 不是，但 new S()是。

3.找出類的方法

找出一個類中定義了些什麼方法，這是一個非常有價值也非常基礎的 reflection 用法。下面的代碼就實現了這一用法：

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); } } }

這個程序首先取得 method1 類的描述，然後調用 getDeclaredMethods 來獲取一系列的 Method 對象，它們分別描述了定義在類中的每一個方法，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 來代替 getDeclaredMethods，你還能獲得繼承來的各個方法的信息。

取得了 Method 對象列表之後，要顯示這些方法的參數類型、異常類型和返回值類型等就不難了。這些類型是基本類型還是類類型，都可以由描述類的對象按順序給出。

輸出的結果如下：

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.獲取構造器信息

獲取類構造器的用法與上述獲取方法的用法類似，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); } } }

這個例子中沒能獲得返回類型的相關信息，那是因為構造器沒有返回類型。

這個程序運行的結果是：

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

5.獲取類的字段(域)

找出一個類中定義了哪些數據字段也是可能的.，下面的代碼就在幹這個事情：

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); } } }

這個例子和前面那個例子非常相似。例中使用了一個新東西 Modifier，它也是一個 reflection 類，用來描述字段成員的修飾語，如“private int”。這些修飾語自身由整數描述，而且使用 ring 來返回以“官方”順序排列的字符串描述 (如“static”在“final”之前)。這個程序的輸出是：

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

和獲取方法的情況一下，獲取字段的時候也可以只取得在當前類中申明瞭的字段信息 (getDeclaredFields)，或者也可以取得父類中定義的字段 (getFields) 。

6.根據方法的名稱來執行方法

文本到這裏，所舉的例子無一例外都與如何獲取類的信息有關。我們也可以用 reflection 來做一些其它的事情，比如執行一個指定了名稱的方法。下面的示例演示了這一操作：

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); } } }

假如一個程序在執行的某處的時候才知道需要執行某個方法，這個方法的名稱是在程序的運行過程中指定的 (例如，JavaBean 開發環境中就會做這樣的事)，那麼上面的程序演示瞭如何做到。

上例中，getMethod用於查找一個具有兩個整型參數且名為 add 的方法。找到該方法並創建了相應的Method 對象之後，在正確的對象實例中執行它。執行該方法的時候，需要提供一個參數列表，這在上例中是分別包裝了整數 37 和 47 的兩個 Integer 對象。執行方法的返回的同樣是一個 Integer 對象，它封裝了返回值 84。

7.創建新的對象

對於構造器，則不能像執行方法那樣進行，因為執行一個構造器就意味着創建了一個新的對象 (準確的説，創建一個對象的過程包括分配內存和構造對象)。所以，與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); } } }

根據指定的參數類型找到相應的構造函數並執行它，以創建一個新的對象實例。使用這種方法可以在程序運行時動態地創建對象，而不是在編譯的時候創建對象，這一點非常有價值。

8.改變字段(域)的值

reflection 的還有一個用處就是改變對象數據字段的值。reflection 可以從正在運行的程序中根據名稱找到對象的字段並改變它，下面的例子可以説明這一點：

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); } } }

這個例子中，字段 d 的值被變為了 12.34。

9.使用數組

本文介紹的 reflection 的最後一種用法是創建的操作數組。數組在 Java 語言中是一種特殊的類類型，一個數組的引用可以賦給 Object 引用。觀察下面的例子看看數組是怎麼工作的：

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); } } }

例中創建了 10 個單位長度的 String 數組，為第 5 個位置的字符串賦了值，最後將這個字符串從數組中取得並打印了出來。

下面這段代碼提供了一個更復雜的例子：

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]); } }

例中創建了一個 5 x 10 x 15 的整型數組，併為處於 [3][5][10] 的元素賦了值為 37。注意，多維數組實際上就是數組的數組，例如，第一個 之後，arrobj 是一個 10 x 15 的數組。進而取得其中的一個元素，即長度為 15 的數組，並使用 nt 為它的第 10 個元素賦值。

注意創建數組時的類型是動態的，在編譯時並不知道其類型。

相信本文所述對大家Java程序設計的學習有一定的借鑑價值。