Java語(yǔ)言——反射、枚舉以及l(fā)ambda表達(dá)式

作者：Java碼農(nóng)之路 2023-07-31 07:43:07

在日常的第三方應(yīng)用開發(fā)過程中，經(jīng)常會(huì)遇到某個(gè)類的某個(gè)成員變量、方法或是屬性是私有的或是只對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用開放，這時(shí)候就可以利用 Java的反射機(jī)制來(lái)獲取所需的私有成員或是方法。

一.反射

1.1 反射的基本情況

定義：Java在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，對(duì)于任意一個(gè)類，都能知道這個(gè)類的所有屬性和方法。

這種動(dòng)態(tài)獲取信息以及動(dòng)態(tài)調(diào)用對(duì)象方法的功能稱為java語(yǔ)言的反射（reflection）機(jī)制

用途：

1.在日常的第三方應(yīng)用開發(fā)過程中，經(jīng)常會(huì)遇到某個(gè)類的某個(gè)成員變量、方法或是屬性是私有的或是只對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用開放，這時(shí)候就可以利用 Java的反射機(jī)制來(lái)獲取所需的私有成員或是方法。

2. 反射最重要的用途就是開發(fā)各種通用框架，比如在spring中，我們將所有的類Bean交給spring容器管理，無(wú)論是XML配置Bean還是注解配置，當(dāng)我們從容器中獲取Bean來(lái)依賴注入時(shí)，容器會(huì)讀取配置，而配置中給的就是類的信息，spring根據(jù)這些信息，需要?jiǎng)?chuàng)建那些Bean，spring就動(dòng)態(tài)的創(chuàng)建這些類。

1.2 反射中最重要的類

在講解這些類之前，我們需要先構(gòu)建一個(gè)類，方便進(jìn)行反射的操作：

class Student{
//私有屬性name
    private String name = "tq02";
//公有屬性age
    public int age = 22;
//不帶參數(shù)的構(gòu)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 pig");
}
private void function(String str) {
    System.out.println(str);
} 
 
@Override
public String toString() {
    return "Student{" +
    "name='" + name + '\'' +
    ", age=" + age +
    '}';
}
}

注：1.反射私有的構(gòu)造方法、屬性、方法時(shí)，Java具有安全性，因此我們需要使用.setAccessible("boolean");

2.使用Class類、Field、Constructor類時(shí)，需要處理異常。

1.2.1 Class類

在反射之前，第一步就是先拿到當(dāng)前需要反射的類的Class對(duì)象，然后通過Class對(duì)象的核心方法，達(dá)到反射的目的，即：在運(yùn)行狀態(tài)中，對(duì)于任意一個(gè)類，都能夠知道這個(gè)類的所有屬性和方法；對(duì)于任意一個(gè)對(duì)象，都能夠調(diào)用它的任意方法和屬性，既然能拿到，我們就可以修改部分類型信息。

使用Class獲取類的三種方法：

第一種：使用Class.forName("類的全路徑名“”); //靜態(tài)方法

第二種：使用.class方法。

第三種：使用類對(duì)象的getClass()方法;

注：無(wú)論哪種方法獲取，其實(shí)獲取的都是同一個(gè)類。

代碼實(shí)例 :

public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
//1.通過getClass獲取Class對(duì)象
    Student s1 = new Student();
    Class c1 = s1.getClass();
 
//2.直接通過 類名.class 的方式得到,該方法最為安全可靠，程序性能更高
//這說(shuō)明任何一個(gè)類都有一個(gè)隱含的靜態(tài)成員變量 class
    Class c2 = Student.class;
 
//3、通過 Class 對(duì)象的 forName() 靜態(tài)方法來(lái)獲取，用的最多，
//但可能拋出 ClassNotFoundException 異常
    Class c3 = null;
    try {
//注意這里是類的全路徑，如果有包需要加包的路徑
    c3 = Class.forName("Student");
    } catch (ClassNotFoundException e) {
    e.printStackTrace();
    } 
 
//一個(gè)類在 JVM 中只會(huì)有一個(gè) Class 實(shí)例,即我們對(duì)上面獲取的
//c1,c2,c3進(jìn)行 equals 比較，發(fā)現(xiàn)都是true
System.out.println(c1.equals(c2));
System.out.println(c1.equals(c3));
System.out.println(c2.equals(c3));
}

1.2.2 Field類

作用：可對(duì)類中屬性進(jìn)行操作

public static void reflectPrivateField() {
  try {
            Class<?> classStudent = Class.forName("Student");
                                                     //獲取name成員變量
            Field field = classStudent.getDeclaredField("name");
            field.setAccessible(true);
            Student student= (Student)classStudent.newInstance();
//修改成員變量，將student中的name值改成"小明"；
            field.set(student, "小明");
            String name = (String) field.get(student);
            System.out.println("反射私有屬性修改了name：" + name);
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
}

1.2.3 Constructor類

作用：對(duì)構(gòu)造方法進(jìn)行操作

代碼實(shí)例：

//反射構(gòu)造方法
    public static void reflect() {
       try {
           Class<?> c1 = Class.forName("Student");
           Constructor<?> c2= c1.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
           c2.setAccessible(true);
 
           c2.newInstance("湯琦",22);
       }catch(Exception ex)
       {
           ex.printStackTrace();
       }
    }

1.2.4 Method類

作用：對(duì)類中方法進(jìn)行操作

實(shí)例代碼：

public static void reflectPrivateMethod() {
        try {
            Class<?> c1 = Class.forName("Student");
            Method m1=c1.getDeclaredMethod("function", String.class);
            m1.setAccessible(true);
 
            Student fw=(Student) c1.newInstance();
            m1.invoke(fw,"給私有的function函數(shù)傳的參數(shù)");
 
        }catch(Exception ex)
        {
            ex.printStackTrace();
        }
    }

1.3 反射優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)： 1. 對(duì)于任意一個(gè)類，都能夠知道這個(gè)類的所有屬性和方法；對(duì) 于任意一個(gè)對(duì)象，都能夠調(diào)用它的任意一個(gè)方法

2. 增加程序的靈活性和擴(kuò)展性，降低耦合性，提高自適應(yīng)能力

3. 反射已經(jīng)運(yùn)用在了很多流行框架如：Struts、Hibernate、Spring 等等。

缺點(diǎn)： 1. 使用反射會(huì)有效率問題。會(huì)導(dǎo)致程序效率降低。

2. 反射技術(shù)繞過了源代碼的技術(shù)，因而會(huì)帶來(lái)維護(hù)問題。反射代碼比相應(yīng)的直接代碼更復(fù)雜

二.枚舉

2.1 概念

在Java中，可以說(shuō)是一個(gè)集合，從下標(biāo)0開始的集合。注：枚舉是jdk1.5以后引用的。

使用格式： public enum 類名{

常量1、常量2、常量3；

}

就是將class換成了enum

代碼實(shí)例：

public enum TestEnum {
    RED,BLACK,GREEN,WHITE;//相當(dāng)于集合，第一個(gè)常量下標(biāo)值為0，第二個(gè)常量下標(biāo)值為1......
    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;
}
}

2.2 枚舉（enum）類方法

2.3 枚舉的構(gòu)造

枚舉的構(gòu)造方法默認(rèn)是私有的。

public enum TestEnum {
    RED("red",1),BLACK("black",2),WHITE("white",3),GREEN("green",4);
    private String name;
    private int key;
/**
* 1、當(dāng)枚舉對(duì)象有參數(shù)后，需要提供相應(yīng)的構(gòu)造函數(shù)
* 2、枚舉的構(gòu)造函數(shù)默認(rèn)是私有的 這個(gè)一定要記住
* @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));
    }
}

注：自己寫的枚舉類，默認(rèn)繼承與enum這個(gè)類的。

三.Lambda表達(dá)式

3.1 Lambda介紹

Lambda本質(zhì)是匿名函數(shù)，基于數(shù)學(xué)中的λ演算得名，也可稱為閉包（Closure）

語(yǔ)法格式：（parameters）->expression 或 (parameters)->{ statements;}

parameters:類似方法中的形參列表，這里的參數(shù)是函數(shù)式接口里的參數(shù)。這里的參數(shù)類型可以明確的聲明也可不聲明而由JVM隱含的推斷。另外當(dāng)只有一個(gè)推斷類型時(shí)可以省略掉圓括號(hào)。

->：可理解為“被用于”的意思

方法體：可以是表達(dá)式也可以代碼塊，是函數(shù)式接口里方法的實(shí)現(xiàn)。代碼塊可返回一個(gè)值或者什么都不反回，這里的代碼塊塊等同于方法的方法體。如果是表達(dá)式，也可以返回一個(gè)值或者什么都不反回。

常見表達(dá)式：

// 1. 不需要參數(shù),返回值為 2
() -> 2
// 2. 接收一個(gè)參數(shù)(數(shù)字類型),返回其2倍的值
x -> 2 * x
// 3. 接受2個(gè)參數(shù)(數(shù)字),并返回他們的和
(x, y) -> x + y
// 4. 接收2個(gè)int型整數(shù),返回他們的乘積
(int x, int y) -> x * y
// 5. 接受一個(gè) string 對(duì)象,并在控制臺(tái)打印,不返回任何值(看起來(lái)像是返回void)
(String s) -> System.out.print(s)

3.2 函數(shù)式接口

定義：該接口有且只有一個(gè) 抽象方法

注：如果某接口含有@FunctionalInterface 注解，那么編譯器就會(huì)按照函數(shù)式接口的定義來(lái)要求該接口，這樣如果有兩個(gè)抽象方法，程序編譯就會(huì)報(bào)錯(cuò)的。

代碼實(shí)例：

@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {
	//注意：只能有一個(gè)方法
	void test();
}

3.3 使用lambda表達(dá)式

先建立幾個(gè)接口：

//無(wú)返回值無(wú)參數(shù)
@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {
void test();
} 
//無(wú)返回值一個(gè)參數(shù)
@FunctionalInterface
interface OneParameterNoReturn {
void test(int a);
} 
//無(wú)返回值多個(gè)參數(shù)
@FunctionalInterface
interface MoreParameterNoReturn {
void test(int a,int b);
} 
//有返回值無(wú)參數(shù)
@FunctionalInterface
interface NoParameterReturn {
int test();
} 
//有返回值一個(gè)參數(shù)
@FunctionalInterface
interface OneParameterReturn {
int test(int a);
} 
//有返回值多參數(shù)
@FunctionalInterface
interface MoreParameterReturn {
int test(int a,int b);
}

Lambda就是匿名內(nèi)部類的簡(jiǎn)化，實(shí)際上是創(chuàng)建了一個(gè)類，實(shí)現(xiàn)了接口，重寫了接口的方法。

3.3.1 不使用Lambda表達(dá)式調(diào)用

public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
//接口使用匿名內(nèi)部類
    NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = new NoParameterNoReturn(){
    @Override
    public void test() {
    System.out.println("hello");
    }
    };
noParameterNoReturn.test();
}

3.3.2 使用Lambda表達(dá)式

public class TestDemo {
  public static void main(String[] args) {
    NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = ()->{
    System.out.println("無(wú)參數(shù)無(wú)返回值");
};
noParameterNoReturn.test();
    OneParameterNoReturn oneParameterNoReturn = (int a)->{
    System.out.println("一個(gè)參數(shù)無(wú)返回值："+ a);
};
oneParameterNoReturn.test(10);
 
    MoreParameterNoReturn moreParameterNoReturn = (int a,int b)->{
    System.out.println("多個(gè)參數(shù)無(wú)返回值："+a+" "+b);
};
moreParameterNoReturn.test(20,30);
 
    NoParameterReturn noParameterReturn = ()->{
    System.out.println("有返回值無(wú)參數(shù)！");
    return 40;
};
//接收函數(shù)的返回值
int ret = noParameterReturn.test();
System.out.println(ret);
    OneParameterReturn oneParameterReturn = (int a)->{
    System.out.println("有返回值有一個(gè)參數(shù)！");
    return a;
};
ret = oneParameterReturn.test(50);
System.out.println(ret);
 
    MoreParameterReturn moreParameterReturn = (int a,int b)->{
    System.out.println("有返回值多個(gè)參數(shù)！");
    return a+b;
};
ret = moreParameterReturn.test(60,70);
System.out.println(ret);
}
}