java反射之Class类、构造器、方法、字段、数组

      1.Class类---Class类是反射的基石，Class类的实例表示正在运行的java应用程序中的接口或类。换句话说，Class类是用来描述java类的。

Class类没有公共构造函数，所以有三种方式获取Class对象(Class对象代表内存中的一个字节码)：

1.类名.class

2.对象名.getClass()

3.Class.forName(类的完全限定名()即包括包名)

下面代码即是一个举例：

		String str1="123";
		//三种方法 获取String类的字节码
		Class cls1=str1.getClass();
		Class cls2=String.class;
		Class cls3=Class.forName("java.lang.String");
		//在虚拟机中每一个类只会有一份字节码
		System.out.println(cls1==cls2);
		System.out.println(cls2==cls3);

像上面的代码，在控制台会输出两个true，即在虚拟机中每一个类只会有一份字节码

但是，对于java基本类型(boolean/char/byte/short/int/long/float/double/void)，他们是默认的Class对象。

         对于基本数据类型，只有一种方式获取到它的Class对象，即

System.out.println(int.class.toString());

输出 int

而对于第二种方式  对象名.getClass() 

      不能获取基本数据类型的Class对象的原因是： getClass()方法为Object对象的方法，而在java中，除了9中基本数据类型、Object类、接口外，其他任何类型的父类都是Object,也就是说java中的基本数据类型是没有父类的。看下面这段代码，即可证明：

System.out.println("int 的父类为："+int.class.getSuperclass()); //基本数据类型没有父类
		System.out.println("short 的父类为："+short.class.getSuperclass());
		System.out.println("String 的父类："+String.class.getSuperclass());

在控制台输出：

int 的父类为：null
short 的父类为：null
String 的父类：class java.lang.Object

而对于第三种方式  Class.forName(类的完全限定名()即包括包名)

  不能获取基本数据类型的Class对象的原因是：

If name denotes a primitive type or void, an attempt will be made to locate a user-defined class in the unnamed package whose name is name. Therefore, this method cannot be used to obtain any of the Class objects representing primitive types or void.

上面这段英文是   forName(String name, boolean initialize,ClassLoader loader) 方法中的解释：意思就是说，如果使用Class.forName()方法，当传进去的name为基本数据类型或void的话，类加载器就会在未定义的包名中查找用户定义的类。所以，这个方法是不能获取到基本数据类型或者void的Class对象的。

    因为在未定义的包中是无法查找到基本数据类型的或void的，基本数据类型通常是被bootstrap(引导类加载器) 类加载器加载的

总之：只要是在源程序中出现的类型，都有各自的Class类的实例对象。

       

     2.反射-----反射即是让java类中的各种成分映射成相应的java类。

       Reflection allows programmatic access to information about the fields, methods and constructors of loaded classes, and the use of reflected fields, methods, and constructors to operate on their underlying counterparts, within security restrictions.

     反射允许我们访问类的字段、方法、构造器，同时可以利用反射字段、方法和构造器来进行相应的底层操作，在安全的约束内。

    3.构造器(Constructor)--Constructor provides information about, and access to, a single constructor for a class.

       构造器提供访问类的单个构造器的信息与方法。

下面这段代码即详细的解释了如何运用构造器创建对象：

package com.undergrowth;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

public class ReflectConstructor {

	/**
	 * @param args
	 * @throws InvocationTargetException 
	 * @throws IllegalArgumentException 
	 * @throws IllegalAccessException 
	 * @throws InstantiationException 
	 * @throws SecurityException 
	 * @throws NoSuchMethodException 
	 */
	public static void main(String[] args) throws InstantiationException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException, SecurityException {
		// TODO Auto-generated method stub
		//使用new的方式创建String对象
		String string1=new String(new String("abc"));
		System.out.println(string1);
		
		//使用反射构建String对象
		//使用String类的字节码创建带一个String.class参数的构造器
		Constructor constructor=String.class.getConstructor(String.class);
		//打印出构造器的描述信息 包括类型参数(如果有)
		System.out.println(constructor.toGenericString());
		//创建类的新实例 并初始化
		String string=(String) constructor.newInstance("abc");
		//打印生成的实例
		System.out.println(string);
		
		//使用字节码直接构建String对象 但是无法提供参数
		String string2=String.class.newInstance();
		System.out.println(string2.length());
	}

}

控制台输出：

abc
public java.lang.String(java.lang.String)
abc
0

 

4.方法(Method)--A Method provides information about, and access to, a single method on a class or interface. 

        提供访问类或接口的单个方法的信息。

                   String string="123456789";
		//获取到String类中的charAt方法 并带有一个参数为int
		Method method=String.class.getMethod("charAt", int.class);
		//调用string对象的charAt方法
		System.out.println(method.invoke(string, 2));

控制台输出： 3

注意：对于Method类的invoke的第二个参数为可变参数，即在调用的时候从第二个参数开始，都是以一个数组的形式进行传递调用的。

5.字段(Field)----A Field provides information about, and dynamic access to, a single field of a class or an interface.

     提供访问类或者接口的一个字段的动态信息。

		ReflectFieldDefine reflectFieldDefine=new ReflectFieldDefine(3, 5);
		//getField只能获取Class对象的公共成员
		Field fieldY=reflectFieldDefine.getClass().getField("y");
		System.out.println(fieldY.get(reflectFieldDefine));
		//获取Class对象的私有成员
		//getDeclaredField可以访问只要是在reflectFieldDefine对象上声明过的字段(包括私有的)
		Field fieldX=reflectFieldDefine.getClass().getDeclaredField("x");
		fieldX.setAccessible(true); //反射的对象在使用时取消java语言访问检查 不然的话 私有的字段无法访问
		System.out.println(fieldX.get(reflectFieldDefine));

  而ReflectFieldDefine类的定义：

package com.undergrowth;

public class ReflectFieldDefine {
	         private int x;
		public int y;
		public ReflectFieldDefine(int x, int y) {
		super();
		this.x = x;
		this.y = y;
	}
		
		
}

6.数组(Array)--The Array class provides static methods to dynamically create and access Java arrays.

     提供静态的方法动态的创建和访问java数组。

相同的数据类型、相同维度的数组的字节码是一致的。

package com.undergrowth;

import java.lang.reflect.Array;
import java.util.Arrays;

public class ArraysReflect {

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		//数组的反射
		//一个一维数组就是一个Object对象
		//相同数据类型和维度的数组具有相同的字节码
		int[] a1=new int[]{1,2,3};
		Integer[] a6=new Integer[]{4,5,6};
		int[] a2=new int[5];
		int[][] a3=new int[2][2];
		String[] a4=new String[]{"a","b","c"};
		//判断是否是同一份字节码
		System.out.println(a1.getClass()==a2.getClass());
		System.out.println(a1.getClass().getName()==a6.getClass().getName());
		System.out.println(a1.getClass().getName()==a3.getClass().getName());
		System.out.println(a1.getClass().getName()==a4.getClass().getName());
		System.out.println(a1.getClass().getName()); //数组类的名称 由维度与数据类型组成
		System.out.println(a6.getClass().getName());
		System.out.println(a4.getClass().getName());
		System.out.println("int 的父类为："+int.class.getSuperclass()); //基本数据类型没有父类
		System.out.println("short 的父类为："+short.class.getSuperclass());
		System.out.println("String 的父类："+String.class.getSuperclass());
		System.out.println(a1.getClass().getSuperclass().getName()); //数组的父类为Object
		System.out.println(a4.getClass().getSuperclass().getName());
		
		//数组的父类为Object 因此有下面的这些转换
		Object obj1=a1;
		Object obj2=a2;
		//因为int没有父类 所以无法进行int向Object的转换
		//Object[] obj3=a1;
		Object[] obj4=a3;
		
		//输出数组中的元素内容
		System.out.println(Arrays.asList(a1));
		System.out.println(Arrays.asList(a6));
		System.out.println(Arrays.asList(a4));
		
		printObj(a1); //提供一个静态的方法 打印对象 无论数组还是单个对象
		printObj("xyz");
	}

	private static void printObj(Object obj) { //打印对象
		// TODO Auto-generated method stub
		Class cls=obj.getClass(); //获取对象的字节码
		if(cls.isArray()){ //判断对象是否是数组 是数组
			int len=Array.getLength(obj); //获取数组长度
			for (int i = 0; i < len; i++) {
				System.out.println(Array.get(obj, i)); //打印每一个数组元素
			}
		}else{
			System.out.println(obj); //不是数组
		}
	}

}

控制台输出：

true
false
false
false
[I
[Ljava.lang.Integer;
[Ljava.lang.String;
int 的父类为：null
short 的父类为：null
String 的父类：class java.lang.Object
java.lang.Object
java.lang.Object
[[I@156b6b9]
[4, 5, 6]
[a, b, c]
1
2
3
xyz

会发现，数组的Class对象的名称由两部分组成：一个是数组的维度、一个是数组元素的数据类型

对于数组元素的数据类型有一个相应的映射表如下：

看到上面这张图，熟悉jni的朋友就会很觉得很熟悉了。