【数据结构】反射、枚举

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反射、枚举

  • 1. 反射
    • 1.1 定义
    • 1.2 反射相关的类
    • 1.3 反射示例
      • 1.3.1 获得Class对象的三种方式
    • 1.3 反射优点和缺点
  • 2. 枚举
    • 2.1 定义
    • 2.2 使用

在这里插入图片描述

1. 反射

1.1 定义

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

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)编译时类型,例如Person p = newStudent();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息。而通过使用反射程序就能判断出该对象和类属于哪些类。

1.2 反射相关的类

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类中的相关方法:

  1. 常用获得类相关的方法
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
  1. 常用获得类中属性相关的方法(以下方法返回值为Field相关)
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
  1. 获得类中构造器相关的方法(以下方法返回值为Constructor相关)
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
  1. 获得类中方法相关的方法(以下方法返回值为Method相关)
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

1.3 反射示例

1.3.1 获得Class对象的三种方式

在反射之前,我们需要做的第一步就是先拿到当前需要反射的类的Class对象,然后通过Class对象的核心方法,达到反射的目的,即: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。

  1. 使用 Class.forName(“类的全路径名”); 静态方法。前提:已明确类的全路径名
  2. 使用 .class 方法。仅适合在编译前就已经明确要操作的 Class
  3. 使用类对象的 getClass()方法

示例:三种方式的使用方法
创建Student类:

class Student{//私有属性nameprivate String name = "hu";//公有属性agepublic int age = 18;//不带参数的构造方法public Student(){System.out.println("Student()");}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 eat");}public void sleep(){System.out.println("i am sleep");}private void function(String str) {System.out.println(str);}@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}
}

三种方式的实现:

public class TestDemo {public static void main(String[] args) {//1.通过getClass获取Class对象Student s1 = new Student();Class c1 = s1.getClass();//2.直接通过 类名.class 的方式得到,该方法最为安全可靠,程序性能更高//这说明任何一个类都有一个隐含的静态成员变量 classClass c2 = Student.class;//3.通过 Class 对象的 forName() 静态方法来获取,用的最多,//但可能抛出 ClassNotFoundException 异常Class c3 = null;try {//注意这里是类的全路径,如果有包需要加包的路径c3 = Class.forName("Student");} catch (ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(c1.equals(c2));System.out.println(c1.equals(c3));System.out.println(c2.equals(c3));//一个类在 JVM 中只会有一个 Class 实例,即我们对上面获取的//c1,c2,c3进行 equals 比较,发现都是true}
}

1.3 反射优点和缺点

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。
    缺点:
  3. 使用反射会有效率问题。会导致程序效率降低。
  4. 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。

2. 枚举

2.1 定义

枚举是在JDK1.5以后引入的。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 final int RED = 1;
public static final int GREEN = 2;
public static final int 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。

public enum TestEnum {RED,BLACK,GREEN;
}

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。

2.2 使用

  1. switch 语句
public enum TestEnum {RED,BLACK,GREEN,WHITE;public static void main(String[] args) {TestEnum testEnum2 = TestEnum.BLACK;switch (testEnum2) {case RED:System.out.println("red");break;case BLACK:System.out.println("black");break;case WHITE:System.out.println("WHITE");break;case GREEN:System.out.println("black");break;default:break;}}
}
//输出:black
  1. 常用方法
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

上述方法的实现:
示例一:

public enum TestEnum {RED, BLACK, GREEN, WHITE;public static void main(String[] args) {TestEnum[] testEnum2 = TestEnum.values();for (int i = 0; i < testEnum2.length; i++) {System.out.println(testEnum2[i] + " " + testEnum2[i].ordinal());}System.out.println("=========================");System.out.println(TestEnum.valueOf("GREEN"));}
}

运行结果:
在这里插入图片描述
示例二:

public enum TestEnum {RED,BLACK,GREEN,WHITE;public static void main(String[] args) {//拿到枚举实例BLACKTestEnum testEnum = TestEnum.BLACK;//拿到枚举实例REDTestEnum testEnum21 = TestEnum.RED;System.out.println(testEnum.compareTo(testEnum21));//1System.out.println(BLACK.compareTo(RED));//1System.out.println(RED.compareTo(WHITE));//-3}
}

在Java当中枚举实际上就是一个类。所以我们在定义枚举的时候,还可以这样定义和使用枚举:

public enum TestEnum {RED("red",1),BLACK("black",2),WHITE("white",3),GREEN("green",4);private String name;private int key;/*** 1、当枚举对象有参数后,需要提供相应的构造函数* 2、枚举的构造函数默认是私有的* @param name* @param key*/private TestEnum (String name,int key) {this.name = name;this.key = key;}public static TestEnum getEnumKey (int key) {for (TestEnum t: TestEnum.values()) {if(t.key == key) {return t;}}return null;}public static void main(String[] args) {System.out.println(getEnumKey(2));//BLACK}
}

枚举的构造方法默认是私有的
任何一个类,哪怕其构造方法是私有的,我们也可以通过反射拿到他的实例对象,枚举的构造方法虽然也是私有的,但是不能通过反射获取枚举类的实例

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