Java反射, 枚举,Lambda表达式

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Java反射, 枚举,Lambda表达式相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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文章目录

一. 反射

1. 反射的概述

  • 什么是反射

Java的反射（reflection）机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意方法和属性，既然能拿到那么，我们就可以修改部分类型信息；这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射（reflection）机制。

  • 反射的基本信息

Java程序中许多对象在运行时会出现两种类型：运行时类型(RTTI)和编译时类型，例如Person p = new Student()；这句代码中p在编译时类型为Person，运行时类型为Student。程序需要在运行时发现对象和类的真实 信心。而通过使用反射程序就能判断出该对象和类属于哪些类。

  • 反射的用途
  1. 在日常的第三方应用开发过程中，经常会遇到某个类的某个成员变量、方法或是属性是私有的或是只对系统应用开放，这时候就可以利用Java的反射机制通过反射来获取所需的私有成员或是方法 。
  2. 反射最重要的用途就是开发各种通用框架，比如在spring中，我们将所有的类Bean交给spring容器管理，无论是XML配置Bean还是注解配置，当我们从容器中获取Bean来依赖注入时，容器会读取配置，而配置中给的就是类的信息，spring根据这些信息，需要创建那些Bean，spring就动态的创建这些类。

2. 反射的使用

2.1 反射常用的类

类名用途
Class类代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口
Field类代表类的成员变量/类的属性
Method类代表类的方法
Constructor类代表类的构造方法

Class代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口 ，Java文件被编译后，生成了.class文件，JVM此时就要去加载.class文件 ，被编译后的Java文件，也就是.class文件会被JVM解析为一个对象，这个对象就是 java.lang.Class 。这样当程序在运行时，每个java文件就最终变成了Class类的一个实例。我们通过Java的反射机制应用到这个实例，就可以去获得甚至去添加改变Class对象所对应类的属性和动作, 使得这个类成 为一个动态的类 .

2.2 通过反射获取Class对象

反射获取对象一共有三种方式：

  • 通过Class类中的通过forName方法。
  • 通过类名.class获取。
  • 通过使用实例对象调用getclass方法获取。

下面我们演示使用三种方式得到的对象是否是同一个对象，我们来获取相关Student类的类信息对象。

Student类定义：

class Student
    //私有属性name
    private String name = "rong";
    //公有属性age
    public int age = 18;
    //不带参数的构造方法
    public Student()
        System.out.println("Student()");
    
    //带两个参数的构造方法
    private Student(String name,int age) 
        this.name = name;
        this.age = age;
        System.out.println("Student(String,name)");
    

    private void eat()
        System.out.println("i am eating");
    

    public void sleep()
        System.out.println("i am sleeping");
    

    private void function(String str) 
        System.out.println("私有方法function被调用:"+str);
    

    @Override
    public String toString() 
        return "Student" +
                "name='" + name + '\\'' +
                ", age=" + age +
                '';

获取对应类的Class对象：

public static void main(String[] args) 
    //有3种方式可以获取Class对象
    //1.通过对象的getClass()方法
    Student student1 = new Student();
    Class<?> c1 = student1.getClass();
    //2、通过类名.class获取
    Class<?> c2 = Student.class;
    //3. forName(“路径”)
    Class<?> c3 = null;
    try 
        c3 = Class.forName("Student");
     catch (ClassNotFoundException e) 
        throw new RuntimeException(e);
    
    System.out.println(c1.equals(c2));
    System.out.println(c1.equals(c3));
    System.out.println(c2.equals(c3));

执行结果:

通过结果发现, 三种方式获取到的对象是同一个.

2.3 获得Class类相关的方法

方法用途
getClassLoader()获得类的加载器
getDeclaredClasses()返回一个数组，数组中包含该类中所有类和接口类的对象(包括私有的)
forName(String className)根据类名返回类的对象
newInstance()创建类的实例
getName()获得类的完整路径名字

2.4 使用反射创建实例对象

首先获取到Class对象，然后通过Class对象中的newInstance()方法创建实例对象 .

需要注意的是newInstance()方法的返回值的是一个泛型，在编译阶段会被擦除为Object，所以我们在接收的时候需要强制类型转换 .

public static void main(String[] args) 
    //获取相关类的Class对象
    Class<?> c = Student.class;
    //使用newInstance方法创建实例
    try 
        //需要进行强转
        Student student = (Student) c.newInstance();
        System.out.println(student);
     catch (InstantiationException e) 
        e.printStackTrace();
     catch (IllegalAccessException e) 
        e.printStackTrace();

执行结果：

通过反射成功创建了Student类的实例。

2.5 使用反射获取实例对象中的构造方法

方法用途
getConstructor(Class…<?> parameterTypes)获得该类中与参数类型匹配的公有构造方法
getConstructors()获得该类的所有公有构造方法
getDeclaredConstructor(Class…<?> parameterTypes)获得该类中与参数类型匹配的构造方法
getDeclaredConstructors()获得该类所有构造方法

使用反射获取实例对象中构造方法然后创建实例对象:

  1. 获取Class对象。
  2. 通过上述的方法获取构造器。
  3. 如果获取的是私有的构造方法，则需要记得通过构造器的setAccessible方法将访问权限开启。
  4. 调用构造器中的newInstance方法获取对象。
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException 
    //1.获取Clas对象
    Class<?> c = Class.forName("Student");
    //2.获取指定参数列表的构造器，演示获取Student中的一个私有构造器,参数传形参列表类型
    try 
        Constructor<?> constructor = c.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
        //获取的私有构造方法，需要打开访问权限,默认关闭
        constructor.setAccessible(true);
        //3.根据获取到的构造器获取实例对象,使用newInstance方法,需要传入构造器需要的参数
        Student student = (Student) constructor.newInstance("张三", 20);
        System.out.println(student);
     catch (NoSuchMethodException e) 
        e.printStackTrace();
     catch (InvocationTargetException e) 
        e.printStackTrace();
     catch (InstantiationException e) 
        e.printStackTrace();
     catch (IllegalAccessException e) 
        e.printStackTrace();

运行结果:

获取到了私有的构造器，按照所传参数创建实例对象。

2.6 通过反射获取实例对象的属性

方法用途
getField(String name)获得某个公有的属性对象
getFields()获得所有公有的属性对象
getDeclaredField(String name)获得某个属性对象
getDeclaredFields()获得所有属性对象

通过如下过程修改一个对象的私有属性:

  1. 获取Class对象。
  2. 创建或通过反射实例化一个需要修改其私有字段的类。
  3. 通过属性名，调用上述getDeclaredField方法获取对应的属性对象。
  4. 通过setAccessible方法设置为访问私有属性开权限。
  5. 通过Field对象的set方法，修改传入对象中的对应属性。
public static void main(String[] args) 
    //1.获取Class对象
    Class<?> c = Student.class;
    try 
        //2.通过反射创建实例对象
        Student student = (Student) c.newInstance();
        //3.获取私有属性name
        Field field =  c.getDeclaredField("name");
        //4.给该私有属性开权限
        field.setAccessible(true);
        //5.修改该私有属性
        field.set(student, "被反射修改的私有属性");
        System.out.println(student);
     catch (NoSuchFieldException e) 
        e.printStackTrace();
     catch (InstantiationException e) 
        e.printStackTrace();
     catch (IllegalAccessException e) 
        e.printStackTrace();

运行结果:

实例对象里面的私有属性name被修改了。

2.7 通过反射获取实例对象的方法

方法用途
getMethod(String name, Class…<?> parameterTypes)获得该类某个公有的方法
getMethods()获得该类所有公有的方法
getDeclaredMethod(String name, Class…<?> parameterTypes)获得该类某个方法
getDeclaredMethods()获得该类所有方法

通过如下过程获取Student对象中的私有方法function:

  1. 获取相关Student类的Class对象。
  2. 创建或通过反射实例化一个Student。
  3. 通过class对象获取到实例对象中的方法对象，参数为方法名，形参类型列表。
  4. 为获取的私有方法开访问权限。
  5. 通过invork方法调用方法。
public static void main(String[] args) 
    try 
        //1.获取Class对象
        Class<?> c = Class.forName("Student");
        //2.获取Student的一个实例对象
        Student student = (Student) c.newInstance();
        //3.通过class对象获取实例的方法对象，参数为方法名，以及形参列表
        Method method =  c.getDeclaredMethod("function", String.class);
        //4.为私有方法开访问权限
        method.setAccessible(true);
        //5.通过invork方法调用方法
        method.invoke(student, "传入私有方法参数");
     catch (ClassNotFoundException e) 
        e.printStackTrace();
     catch (NoSuchMethodException e) 
        e.printStackTrace();
     catch (InstantiationException e) 
        e.printStackTrace();
     catch (IllegalAccessException e) 
        e.printStackTrace();
     catch (InvocationTargetException e) 
        e.printStackTrace();

运行结果:

通过反射可以获取到实例对象的私有方法并进行调用。

2.8 获得类中注解相关的方法

方法用途
getAnnotation(Class annotationClass)返回该类中与参数类型匹配的公有注解对象
getAnnotations()返回该类所有的公有注解对象
getDeclaredAnnotation(Class annotationClass)返回该类中与参数类型匹配的所有注解对象
getDeclaredAnnotations()返回该类所有的注解对象

3. 反射的优缺点

优点：

  1. 对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法
  2. 增加程序的灵活性和扩展性，降低耦合性，提高自适应能力
  3. 反射已经运用在了很多流行框架如：Struts、Hibernate、Spring 等等。

缺点：

  1. 使用反射会有效率问题。会导致程序效率降低。
  2. 反射技术绕过了源代码的技术，因而会带来维护问题。反射代码比相应的直接代码更复杂 。

二. 枚举

1. 枚举的概述

枚举是在JDK1.5以后引入的; 关键字enum可以将一组具名的值的有限集合创建为一种新的类型，而这些具名的值可以作为常规的程序组件使用，这个新的类型就是枚举。

主要用途是：将一组常量组织起来，在这之前表示一组常量通常使用定义常量的方式：

public static int final RED = 1;
public static int final GREEN = 2;
public static int final BLACK = 3;

但是常量举例有不好的地方，例如：可能碰巧有个数字1，但是他有可能误会为是RED，现在我们可以直接用枚举来进行组织，这样一来，就拥有了类型，枚举类型。而不是普通的整形1.

下面是创建一个Color枚举类型 :

public enum Color 
    RED,BLUE,GREEN,YELLOW,BLACK;

优点：将常量组织起来统一进行管理

场景：错误状态码，消息类型，颜色的划分，状态机等等…

本质：是 java.lang.Enum 的子类，也就是说，自己写的枚举类，就算没有显示的继承 Enum ，但是其默认继承了这个类。

2. 枚举的使用

2.1 switch语句中使用枚举

switch语句中可以使用枚举来提高代码的可读性。

其实enum关键字组织的是一个特殊的类，里面包含一个或多个的枚举对象，下面定义的Color，其实里面包含了3个枚举对象，每个对象都是Color类型。

enum Color 
    BLACK,YELLOW,GREEN;

public class Test 
    public static void main(String[] args) 
        Color color = Color.YELLOW;
        switch (color) 
            case BLACK:
                System.out.println("BLACK");
                break;
            case YELLOW:
                System.out.println("YELLOW");
                break;
            case GREEN:
                System.out.println("GREEN");
                break;
            default:
                break;

运行结果:

2.2 枚举enum中的常用方法

枚举中常用的方法如下：

方法名称描述
values()以数组形式返回枚举类型的所有成员
ordinal()获取枚举成员的索引位置
valueOf()将普通字符串转换为枚举实例
compareTo()比较两个枚举成员在定义时的顺序

关于Enum类源码中找不到values()方法的解释:

values方法，在编译前无法找到，这是因为enum声明实际上定义了一个类，我们可以通过定义的enum调用一些方法，Java编译器会自动在enum类型中插入一些方法，其中就包括values()，valueOf()，所以我们的程序在没编译的时候，就没办法查看到values()方法以及源码，这也是枚举的特殊性。

  • 使用values()得到一个含有所有枚举对象的一个数组：
public enum Color 
    BLACK,YELLOW,GREEN;

    public static void main(String[] args) 
        Color[] colors = Color.values();
        for (Color c : colors) 
            System.out.println(c);

运行结果:

  • 使用valueOf()通过一个字符串获取同名枚举:
public enum Color 
    BLACK,YELLOW,GREEN;
    public static void main(String[] args) 
        Color color = Color.valueOf("BLACK");
        System.out.println(color);

运行结果:

  • 使用ordinal()获取枚举在枚举类中的位置次序，也就是索引:
public enum Color 
    BLACK,YELLOW,GREEN;
    public static void main(String[] args) 
        Color[] colors = Color.values();
        for (Color c : colors) 
            System.out.println(c + "的索引:" + c.ordinal());

运行结果:

  • 使用compareTo() 比较两个枚举成员在定义时的顺序:
public enum Color 
    BLACK,YELLOW,GREEN;
    public static void main(String[] args) 
        System.out.println(Color.GREEN.compareTo(Color.YELLOW));
        System.out.println(Color.BLACK.compareTo(Color.YELLOW));

运行结果:

3. 自定义构造枚举对象

上面的例子中enum本质上其实是一个特殊的类，默认继承了抽象类java.lang.Enum，里面包含了一个或多个枚举对象，并且这些枚举对象默认情况下都是通过无参数的构造方法构造的，

其实我们可以在枚举类中自定义属性方法以及构造方法，实现自定义枚举对象.

看下面的写法, 和上面的例子是一样的 , 只不过上面的写法是无参构造省略了 ( )

我们可以自己在枚举类中定义一些属性, 然后去写含有含有参数的构造方法, 实现自定义枚举;

注意 : 枚举中的构造方法必须(默认)是私有的, 且当我们写了含有参数的构造方法时, 编译器不会再提提供无参的构造方法 , 所以此时需要按照我们自己写的构造方法传入参数;

public enum Color 
    BLACK("BLACK", 11, 1),
    YELLOW("YELLOW", 12, 2),
    GREEN("GREEN", 13, 3);
    public String colorName;
    public int colorId;
    public int ordonal;

    Color(String colorName, int colorId, int ordonal) 
        this.colorName = colorName;
        this.colorId = colorId;
        this.ordonal = ordonal;
    

    @Override
    public String toString() 
        return "Color" +
                "colorName='" + colorName + '\\'' +
                ", colorId=" + colorId +
                ", ordonal=" + ordonal +
                '';
    

    public static void main(String[] args) 
        Color[] colors = Color.values();
        for (Color c : colors) 
            System.out.println(c);

运行结果:

4. 枚举的安全性

首先看下面的代码, 我们想要从外部通过反射获取到枚举类:

JAVA 反射枚举 Lambda 表达式详解


 Java反射, 枚举,Lambda表达式


 Java集合与数据结构 反射枚举及Lambda表达式


 Java集合与数据结构 反射枚举及Lambda表达式


 Java集合与数据结构 反射枚举及Lambda表达式


 反射枚举和lambda表达式