【数据结构】反射、枚举

我就是我 2024-04-23 20:31 144阅读 0赞

> ⭐ 作者：小胡\_不糊涂  
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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

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## 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)和编译时类型**，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 ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>类名</th> 
   <th>用途</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Class类</td> 
   <td>代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Field类</td> 
   <td>代表类的成员变量/类的属性</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Method类</td> 
   <td>代表类的方法</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Constructor类</td> 
   <td>代表类的构造方法</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**Class类中的相关方法：**

1.  常用获得类相关的方法

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法</th> 
   <th>用途</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>getClassLoader()</td> 
   <td>获得类的加载器</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getDeclaredClasses()</td> 
   <td>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)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>forName(String className)</td> 
   <td>根据类名返回类的对象</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>newInstance()</td> 
   <td>创建类的实例</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getName()</td> 
   <td>获得类的完整路径名字</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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)

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法</th> 
   <th>用途</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>getField(String name)</td> 
   <td>获得某个公有的属性对象</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getFields()</td> 
   <td>获得所有公有的属性对象</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getDeclaredField(String name)</td> 
   <td>获得某个属性对象</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getDeclaredFields()</td> 
   <td>获得所有属性对象</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

1.  获得类中构造器相关的方法(以下方法返回值为Constructor相关)

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法</th> 
   <th>用途</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>getConstructor(Class…&lt;?&gt; parameterTypes)</td> 
   <td>获得该类中与参数类型匹配的公有构造方法</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getConstructors()</td> 
   <td>获得该类的所有公有构造方法</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getDeclaredConstructor(Class…&lt;?&gt; parameterTypes)</td> 
   <td>获得该类中与参数类型匹配的构造方法</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getDeclaredConstructors()</td> 
   <td>获得该类所有构造方法</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

1.  获得类中方法相关的方法(以下方法返回值为Method相关)

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法</th> 
   <th>用途</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>getMethod(String name, Class…&lt;?&gt; parameterTypes)</td> 
   <td>获得该类某个公有的方法</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getMethods()</td> 
   <td>获得该类所有公有的方法</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getDeclaredMethod(String name, Class…&lt;?&gt; parameterTypes)</td> 
   <td>获得该类某个方法</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getDeclaredMethods()</td> 
   <td>获得该类所有方法</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 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name
        private String name = "hu";
        //公有属性age
        public 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);
        }
        @Override
        public 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 class
            Class 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

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

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][866734b9f630400c838e34017a68c163.png]  
示例二：

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

[Link 1]: https://blog.csdn.net/iLoyo_
[Link 2]: http://t.csdnimg.cn/pu3jy
[8fe1204f6bb04f32ab9bf64a90a8444b.gif_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/205d5dbd7dc24d2783d24ffd8deb91fe.gif
[866734b9f630400c838e34017a68c163.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/8584790bd4b949a3b9d9274ed21a7390.png