Java基础——自学习使用(反射)

一、反射的定义

反射是java基础的核心，反射是获取类信息的能力。类信息包括：方法、变量、接口、父类、构造器、类名等。

Java的反射（Reflection）是一种强大的机制，它允许程序在运行时检查或修改类、接口、字段以及方法的行为。反射通常被用于以下几种情况：

动态地创建类的实例：通过反射，可以在运行时创建类的实例，而无需在编译时知道类的具体类型。
调用方法：可以通过反射调用类的任何方法，包括私有方法（尽管通常不推荐这样做，因为它破坏了封装性）。
访问和修改字段：可以访问和修改类的私有字段，这同样需要谨慎使用以避免违反封装原则。
检查类的属性和方法：反射可以用来在运行时获取类的所有方法、字段、构造函数等的信息。
实现泛型数组操作：由于Java的泛型擦除机制，反射可以用来处理泛型数组。

二、反射的作用

需要获取类信息，所以需要用到反射（new对象也能获取类信息但获取的类信息的能力有限）。

1. 获取Class对象

反射的起点是获取Class对象，它代表了正在运行的Java应用程序中的类和接口。

使用.class语法：Class<?> clazz = String.class;
使用Class.forName()方法：Class<?> clazz = Class.forName("java.lang.String"); 注意，这种方法会抛出ClassNotFoundException。
使用对象的getClass()方法：String str = "Hello"; Class<?> clazz = str.getClass();

2. 创建实例

通过Class对象，可以使用newInstance()方法（已过时，推荐使用getDeclaredConstructor()方法）或getDeclaredConstructor()与Constructor.newInstance()组合来创建类的实例。

访问方法：使用getMethod()或getDeclaredMethod()获取Method对象，然后调用invoke()方法来执行方法。
访问字段：使用getField()或getDeclaredField()获取Field对象，然后调用get()或set()方法来访问或修改字段的值。注意，私有字段在访问前可能需要调用setAccessible(true)。

三、反射的工作原理

想要反射获取类信息就必须进入类对象阶段，有三种方式进入类对象阶段。

①Class.forName（"全类名"），全类名为包名加类名

②类名.class

③对象名.getclass（）

四、反射的特点

创建一个student类，创建一个test类。

//Student类
public class Student {private String name="张三";public Integer age=18;Character sex='男';protected Double height =185.5;public String color ="蓝色";public void run(){System.out.println("这是run()");}private int getAge(int age){System.out.println("age()");return age;}void  aaa(String name,Integer height){System.out.println("aaa()");}protected void haha(String name,int age){System.out.println("haha()");}public Student(){}private Student(String name){}public Student(String name,Integer age){}public Student(String name, Integer age, Character sex, Double height, String color) {this.name = name;this.age = age;this.sex = sex;this.height = height;this.color = color;}
}

1.想要获取类信息就必须进入类对象阶段，以下是进入类对象阶段的三种方式。

public class Test {public static void main(String[] args) throws Exception {//1、想要获取类信息就必须进入类对象阶段，以下是进入类对象阶段的三种方式Class class1=Class.forName("反射.Student");Class class2=Student.class;Student student =new Student();Class class3=student.getClass();System.out.println(class1==class2);System.out.println(class2==class3);System.out.println("------------");

2.以class1为例进行变量信息的获取。

 //2、以class1为例进行变量信息的获取//①获取全部的变量信息，并且打印Field[] files=class1.getDeclaredFields();System.out.println(Arrays.toString(files));System.out.println("------------");//②获取public修饰的全局变量信息，并打印Field[] fiels1=class1.getFields();System.out.println(Arrays.toString(fiels1));System.out.println("------------");//③获取任意一个变量信息Field nameField =class1.getDeclaredField("name");System.out.println(nameField);Field hightField =class1.getDeclaredField("height");System.out.println(hightField);Field ageField =class1.getDeclaredField("age");System.out.println(ageField);System.out.println("------------");//④获取任意一个public修饰的变量信息Field ageField1 =class1.getField("age");System.out.println(ageField1);System.out.println("------------");

3.以class1为例进行方法信息的获取。

 //3以class1为例进行方法信息的获取//①获取全部方法信息Method[] declaredMethods=class1.getDeclaredMethods();System.out.println(Arrays.toString(declaredMethods));System.out.println("------------");//②获取public修饰的方法信息Method[] methods =class1.getMethods();System.out.println(Arrays.toString(methods));System.out.println("------------");//③获取任意一个方法信息Method getAge =class1.getDeclaredMethod("getAge", int.class);Method aaa =class1.getDeclaredMethod("aaa", String.class, Integer.class);Method run=class1.getDeclaredMethod("run");Method hhh=class1.getDeclaredMethod("haha", String.class, int.class);System.out.println(hhh);System.out.println(aaa);System.out.println(run);System.out.println(getAge);System.out.println("------------");//④获取任意一个public修饰的方法信息Method run1 =class1.getMethod("run");System.out.println(run1);System.out.println("------------");

4.以class1为例进行构造器的获取，构造器一般都是public类型的若有其他类型用getDeclaredConstructors获取。

//4、以class1为例进行构造器的获取，构造器一般都是public类型的若有其他类型用getDeclaredConstructors获取
//①获取所有的构造器
Constructor[] declaredconstructors =class1.getDeclaredConstructors();
System.out.println(Arrays.toString(declaredconstructors));
System.out.println("------------");
//②获取public修饰的构造器
Constructor[] constructors =class1.getConstructors();
System.out.println(Arrays.toString(constructors));
System.out.println("------------");
//③获取任意某个public修饰的构造器
Constructor declaredconstructor =class1.getDeclaredConstructor();
Constructor declaredconstructor1 =class1.getDeclaredConstructor(String.class ,Integer.class);
Constructor declaredconstructor2 =class1.getDeclaredConstructor(String.class,Integer.class ,Character.class ,Double.class ,String.class);
System.out.println(declaredconstructor);
System.out.println(declaredconstructor1);
System.out.println(declaredconstructor2);
System.out.println("------------");

5.对构造器的调用

使用构造器创建对象

//5对构造器的调用
// ①public修饰的构造器的使用(以该代码所获取的构造器信息为例 Constructor declaredconstructor1 =class1.getDeclaredConstructor(String.class ,Integer.class))
//创建对象 需要强转
Student student1 = (Student) declaredconstructor1.newInstance("aaa",18);
System.out.println("------------");
// ②private修饰的构造器的调用,但想要使用必须暴力反射，而protected、和不写的不需要暴力反射
Constructor  declaredconstructor4=class1.getDeclaredConstructor(String.class);
declaredconstructor4.setAccessible(true);
Student student2= (Student) declaredconstructor4.newInstance("AAA");
System.out.println("------------");

6.对方法的调用

// 6对方法的调用(以该代码所获取的构造器信息为例 Constructor declaredconstructor1 =class1.getDeclaredConstructor(String.class ,Integer.class))
//创建该对象  Student student1 = (Student) declaredconstructor1.newInstance("aaa",18);
//①对public修饰方法的调用
Method run2= class1.getDeclaredMethod("run");
run2.invoke(student1);
System.out.println("------------");
//②对private修饰方法的调用 需要暴力反射
Method getAge1= class1.getDeclaredMethod("getAge", int.class);
getAge1.setAccessible(true);
getAge1.invoke(student1,18);
System.out.println("------------");
//③不写修饰的方法的调用
Method aaa1 =class1.getDeclaredMethod("aaa", String.class, Integer.class);
aaa1.invoke(student1,"admin",199);
System.out.println("------------");
//对protected修饰方法的调用
Method haha1=class1.getDeclaredMethod("haha", String.class, int.class);
haha1.invoke(student1,"admin",99);
System.out.println("------------");

7.对变量的调用赋值取值操作

// 7对变量的调用赋值取值操作(以该代码所获取的构造器信息为例 Constructor declaredconstructor1 =class1.getDeclaredConstructor(String.class ,Integer.class))//创建该对象  Student student1 = (Student) declaredconstructor1.newInstance("aaa",18);//①给privat修饰的变量赋值，取值操作，需要暴力反射Field name=class1.getDeclaredField("name");name.setAccessible(true);name.set(student1,"admin");System.out.println(name.get(student1));System.out.println("------------");//②其他类型不需要Field age=class1.getDeclaredField("age");age.set(student1,88);System.out.println(age.get(student1));System.out.println("------------");Field sex=class1.getDeclaredField("sex");sex.set(student1,'女');System.out.println(sex.get(student1));System.out.println("------------");Field height=class1.getDeclaredField("height");height.set(student1,188.88);System.out.println(height.get(student1));}
}

五、习题

获取该类的构造方法来构造对象，获取该类的名称和该类中每一个变量的名称和方法名称，并执行相关方法，给没一个变量赋值，并获取值，执行每一个构造方法、执行相应的方法。

//获取该类的构造方法来构造对象，获取该类的名称和该类中每一个变量的名称和方法名称，并执行相关方法，给没一个变量赋值，并获取值，执行每一个构造方法、执行相应的方法
public class Student {private String name;private int age;private String address;public Student(String name, int age, String address) {this.name = name;this.age = age;this.address = address;}public String getName(){return name;}public void setName(String name){this.name=name;}public int getAge(){return age;}public void setAge(int age){this.age=age;}public String getAddress(){return address;}public void  setAddress(String address){this.address=address;}
}

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;public class Test {public static void main(String[] args) throws Exception {Class class1=Class.forName("反射练习.Student");// 获取并打印类名System.out.println("类的名称: " + class1.getName());// 获取并打印所有字段（变量）名称System.out.println("变量名称为");Field[] fields = class1.getDeclaredFields();for (Field field : fields) {System.out.println( field.getName());}System.out.println("-----------");// 获取并打印所有方法名称（包括继承的方法）Method[] methods = class1.getMethods();System.out.println("方法名称为");for (Method method : methods) {System.out.println(  method.getName());}System.out.println("-----------");Constructor declaredconstructor1 =class1.getDeclaredConstructor(String.class ,int.class,String.class);Student student1= (Student) declaredconstructor1.newInstance("李四",18,"北京 ");Field name=class1.getDeclaredField("name");name.setAccessible(true);System.out.println(name.get(student1));Field age=class1.getDeclaredField("age");age.setAccessible(true);System.out.println(age.get(student1));Field address=class1.getDeclaredField("address");address.setAccessible(true);System.out.println(address.get(student1));System.out.println("-----------");Method setname= class1.getDeclaredMethod("setName", String.class);setname.invoke(student1,"张三");Method getname= class1.getDeclaredMethod("getName");getname.invoke(student1);Method setAge= class1.getDeclaredMethod("setAge", int.class);setAge.invoke(student1,20);Method getAge= class1.getDeclaredMethod("getAge");getAge.invoke(student1);Method setaddress= class1.getDeclaredMethod("setAddress", String.class);setaddress.invoke(student1,"上海");Method getaddress= class1.getDeclaredMethod("getAddress");getaddress.invoke(student1);Field name1=class1.getDeclaredField("name");name1.setAccessible(true);System.out.println(name1.get(student1));Field age1=class1.getDeclaredField("age");age1.setAccessible(true);System.out.println(age1.get(student1));Field address1=class1.getDeclaredField("address");address1.setAccessible(true);System.out.println(address1.get(student1));}
}

输出结果