Java中的反射,枚舉及l(fā)ambda表達式的使用詳解
一、反射
1.1 定義
Java的反射（reflection）機制是在運行狀態(tài)中，對于任意一個類，都能夠知道這個類的所有屬性和方法；對于任意一個對象，都能夠調用它的任意方法和屬性，既然能拿到，那么我們就可以修改部分類型信息；這種動態(tài)獲取信息以及動態(tài)調用對象方法的功能稱為java語言的反射（reflection）機制。
1.2 用途
1、在日常的第三方應用開發(fā)過程中，經(jīng)常會遇到某個類的某個成員變量、方法或是屬性是私有的或是只對系統(tǒng)應用開放，這時候就可以利用Java的反射機制通過反射來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，無論是XML配置Bean還是注解配置，當我們從容器中獲取Bean來依賴注入時，容器會讀取配置，而配置中給的就是類的信息，spring根據(jù)這些信息，需要創(chuàng)建哪些Bean，spring就動態(tài)的創(chuàng)建這些類。
1.3 反射基本信息
Java程序中許多對象在運行時會出現(xiàn)兩種類型：運行時類型(RTTI)和編譯時類型，例如Person p = newStudent();這句代碼中p在編譯時類型為Person，運行時類型為Student。程序需要在運行時發(fā)現(xiàn)對象和類的真實信息。而通過使用反射程序就能判斷出該對象和類屬于哪些類。
1.4 與反射相關的類
| 類名 | 用途 |
|---|---|
| Class類 | 代表類的實體，在運行的Java應用程序中表示類和接口 |
| Field類 | 代表類的成員變量/類的屬性 |
| Method類 | 代表類的方法 |
| Constructor類 | 代表了類的構造方法 |
1.5 Class類(反射機制的起源 )
Class代表類的實體，在運行的Java應用程序中表示類和接口 .
Java文件被編譯后，生成了.class文件，JVM此時就要去解讀.class文件 ,被編譯后的Java文件.class也被JVM解析為一個對象，這個對象就是 java.lang.Class .這樣當程序在運行時，每個類文件就最終變成了Class類對象的一個實例。我們通過Java的反射機制應用到這個實例，就可以去獲得甚至去添加改變這個類的屬性和動作，使得這個類成為一個動態(tài)的類 .
1.6 Class類中的相關方法
常用獲得類相關的方法：
| 方法 | 用途 |
|---|---|
| getClassLoader() | 獲得類的加載器 |
| getDeclaredClasses() | 返回一個數(shù)組，數(shù)組中包含該類中所有類和接口類的對象(包括私有的) |
| forName(String className) | 根據(jù)類名返回類的對象 |
| newInstance() | 創(chuàng)建類的實例 |
| getName() | 獲得類的完整路徑名字 |
常用獲得類中屬性相關的方法(以下方法返回值為Field相關)
| 方法 | 用途 |
|---|---|
| getField(String name) | 獲得某個公有的屬性對象 |
| getFields() | 獲得某個公有的屬性對象 |
| getDeclaredField(String name) | 獲得某個屬性對象 |
| getDeclaredFields() | 獲得某個屬性對象 |
獲得類中注解相關的方法：
| 方法 | 屬性 |
|---|---|
| getAnnotation(Class annotationClass) | 返回該類中與參數(shù)類型匹配的公有注解對象 |
| getAnnotations() | 返回該類所有的公有注解對象 |
| getDeclaredAnnotation(Class annotationClass) | – |
| getDeclaredAnnotations() | 返回該類所有的注解對象 |
獲得類中構造器相關的方法（以下方法返回值為Constructor相關）
| 方法 | 屬性 |
|---|---|
| getConstructor(Class…<?> parameterTypes) | 獲得該類中與參數(shù)類型匹配的公有構造方法 |
| getConstructors() | 獲得該類的所有公有構造方法 |
| getDeclaredConstructor(Class…<?> parameterTypes) | 獲得該類中與參數(shù)類型匹配的構造方法 |
| getDeclaredConstructors() | 獲得該類中所以構造方法 |
1.7 獲得Class對象的三種方式
在反射之前，我們需要做的第一步就是先拿到當前需要反射的類的Class對象，然后通過Class對象的核心方法，達到反射的目的，即：在運行狀態(tài)中，對于任意一個類，都能夠知道這個類的所有屬性和方法；對于任意一個對象，都能夠調用它的任意方法和屬性，既然能拿到，那么我們就可以修改部分類型信息。
第一種，使用 Class.forName("類的全路徑名"); 靜態(tài)方法。
前提：已明確類的全路徑名。
第二種，使用 .class 方法。
說明：僅適合在編譯前就已經(jīng)明確要操作的 Class。
第三種，使用類對象的 getClass() 方法。
代碼示例：
本節(jié)代碼均在一個包下面。
package reflectTest;
class Student{
//私有屬性name
private String name = "bit";
//公有屬性age
public int age = 18;
//不帶參數(shù)的構造方法
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 +
'}';
}
}
public class test01 {
public static void main(String[] args) {
try {
//通過 Class 對象的 forName() 靜態(tài)方法來獲取，用的最多，
//但可能拋出 ClassNotFoundException 異常
Class<?> c1 = Class.forName("reflectTest.Student");
//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
//這說明任何一個類都有一個隱含的靜態(tài)成員變量 class
Class<?> c2 = Student.class;
//通過getClass獲取Class對象
Student student = new Student();
Class<?> c3 = student.getClass();
System.out.println(c1.equals(c2));
System.out.println(c1.equals(c3));
System.out.println(c2.equals(c3));
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
輸出結果：
1.8 反射的使用
package reflectTest;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* 通過class類的newInstance方法獲取類的實例
*/
public class ReflectClassDemo {
public static void reflectNewInstance(){
try {
//獲得Class對象
Class<?> c1 = Class.forName("reflectTest.Student");
//創(chuàng)建類的實例
Student student = (Student) c1.newInstance();
System.out.println(student);
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 反射私有的構造方法
*/
public static void reflectPrivateConstructor() {
try {
Class<?> c1 = Class.forName("reflectTest.Student");
//構造方法
Constructor<?> constructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
//設置為true后可修改訪問權限
constructor.setAccessible(true);
Student student = (Student) constructor.newInstance("world",18);
System.out.println(student);
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (NoSuchMethodException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InvocationTargetException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 反射私有屬性
*/
public static void reflectPrivateField() {
try {
Class<?> c1 = Class.forName("reflectTest.Student");
Student student = (Student) c1.newInstance();
Field field = c1.getDeclaredField("name");
field.setAccessible(true);
field.set(student,"zhang");
System.out.println(student);
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (NoSuchFieldException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 反射私有方法
public static void reflectPrivateMethod() {
try {
Class<?> c1 = Class.forName("reflectTest.Student");
Student student = (Student) c1.newInstance();
Method method = c1.getDeclaredMethod("function",String.class);
method.setAccessible(true);
method.invoke(student,"我是私有的方法的參數(shù)");
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (NoSuchMethodException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InvocationTargetException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
// reflectNewInstance();
// reflectPrivateConstructor();
// reflectPrivateField();
reflectPrivateMethod();
}
}
1.9 反射優(yōu)點和缺點
優(yōu)點：
1.對于任意一個類，都能夠知道這個類的所有屬性和方法；對于任意一個對象，都能夠調用它的任意一個方法
2.增加程序的靈活性和擴展性，降低耦合性，提高自適應能力
3.反射已經(jīng)運用在了很多流行框架如：Struts、Hibernate、Spring 等等。
缺點：
1.使用反射會有效率問題。會導致程序效率降低。
2.反射技術繞過了源代碼的技術，因而會帶來維護問題。反射代碼比相應的直接代碼更復雜 。
二、枚舉
枚舉的主要用途是：將一組常量組織起來，在這之前表示一組常量通常使用定義常量的方式：
public static int final RED = 1; public static int final GREEN = 2; public static int final BLACK = 3;
但是常量舉例有不好的地方，例如：可能碰巧有個數(shù)字1，但是他有可能誤會為是RED，現(xiàn)在我們可以直接用枚舉來進行組織，這樣一來，就擁有了類型，枚舉類型。而不是普通的整形1。
代碼示例：
package enumTest;
public enum test01 {
RED,BLACK,GREEN,WHITE;
public static void main(String[] args) {
// System.out.println(test01.BLACK);
// System.out.println(BLACK);
test01 te = test01.BLACK;
switch (te) {
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("green");
break;
default:
break;
}
}
}
輸出結果：
優(yōu)點：將常量組織起來統(tǒng)一進行管理；
場景：錯誤狀態(tài)碼，消息類型，顏色的劃分，狀態(tài)機等等…
本質：是 java.lang.Enum 的子類，也就是說，自己寫的枚舉類，就算沒有顯示的繼承 Enum ，但是其默認繼承了這個類。
2.1 Enum 類的常用方法
| 方法名稱 | 描述 |
|---|---|
| values() | 以數(shù)組形式返回枚舉類型的所有成員 |
| ordinal() | 獲取枚舉成員的索引位置 |
| valueOf() | 將普通字符串轉換為枚舉實例 |
| compareTo() | 比較兩個枚舉成員在定義時的順序 |
values()代碼示例 ：
public enum test01 {
RED,BLACK,GREEN,WHITE;
public static void main(String[] args) {
test01[] te = test01.values();
for (int i = 0; i < te.length; i++) {
System.out.println(te[i]);
}
}
}
輸出結果：
ordinal() 代碼示例：
public enum test01 {
RED,BLACK,GREEN,WHITE;
public static void main(String[] args) {
test01[] te = test01.values();
for (int i = 0; i < te.length; i++) {
System.out.println(te[i] + " --> " + te[i].ordinal());
}
}
}
輸出結果：
valueOf() 、compareTo() 代碼示例：
public enum test01 {
RED,BLACK,GREEN,WHITE;
public static void main(String[] args) {
//把字符串變成對應的枚舉對象
test01 te = test01.valueOf("RED");
System.out.println(te);
System.out.println(RED.compareTo(GREEN));//-2
System.out.println(BLACK.compareTo(RED));//1
}
}
輸出結果：
枚舉的構造方法默認是私有的
public enum test01 {
//枚舉對象
RED("red",1),BLACK(),GREEN(),WHITE();
public String color;
public int ordinal;
//private 加或者不加其都是私有的
test01(String color, int ordinal) {
this.color = color;
this.ordinal = ordinal;
}
//無參構造
test01(){
}
}
2.2 枚舉的優(yōu)點和缺點
優(yōu)點：
1.枚舉常量更簡單安全 。
2.枚舉具有內置方法 ，代碼更優(yōu)雅。
缺點：
1.不可繼承，無法擴展。
- 枚舉非常安全，不能通過反射，拿到實例對象。
- 枚舉本身就是一個類，其構造方法默認為私有的，且都是默認繼承于
java.lang.Enum - 枚舉可以避免反射和序列化問題
三、Lambda 表達式
Lambda表達式是Java SE 8中一個重要的新特性。lambda表達式允許你通過表達式來代替功能接口。 lambda表達式就和方法一樣,它提供了一個正常的參數(shù)列表和一個使用這些參數(shù)的主體(body,可以是一個表達式或一個代碼塊)。 Lambda 表達式（Lambda expression）可以看作是一個匿名函數(shù)，基于數(shù)學中的λ演算得名，也可稱為閉包（Closure）。
3.1 Lambda表達式的語法及基本使用
基本語法: (parameters) -> expression 或 (parameters) ->{ statements; }
Lambda表達式由三部分組成：
1.paramaters：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。另外當只有一個推斷類型時可以省略掉圓括號。
2.->：可理解為“被用于”的意思
3.方法體：可以是表達式也可以代碼塊，是函數(shù)式接口里方法的實現(xiàn)。代碼塊可返回一個值或者什么都不反回，這里的代碼塊等同于方法的方法體。如果是表達式，也可以返回一個值或者什么都不返回。
// 1. 不需要參數(shù),返回值為 2 () -> 2 // 2. 接收一個參數(shù)(數(shù)字類型),返回其2倍的值 x -> 2 * x // 3. 接受2個參數(shù)(數(shù)字),并返回他們的和 (x, y) -> x + y // 4. 接收2個int型整數(shù),返回他們的乘積 (int x, int y) -> x * y // 5. 接受一個 string 對象,并在控制臺打印,不返回任何值(看起來像是返回void) (String s) -> System.out.print(s)
代碼示例：
package lambdaTest;
@FunctionalInterface
//函數(shù)式接口
interface NoParameterNoReturn {
//注意：只能有一個方法
void test();
}
//無返回值一個參數(shù)
@FunctionalInterface
interface OneParameterNoReturn {
void test(int a);
}
//無返回值多個參數(shù)
@FunctionalInterface
interface MoreParameterNoReturn {
void test(int a,int b);
}
//有返回值無參數(shù)
@FunctionalInterface
interface NoParameterReturn {
int test();
}
//有返回值一個參數(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);
}
public class test01 {
public static void main(String[] args) {
// {} return 可以省略
NoParameterReturn noParameterReturn = ()->{return 10;};
int ret = noParameterReturn.test();
System.out.println(ret);//10
//()可以省略
OneParameterReturn oneParameterReturn = (a) -> a;
System.out.println(oneParameterReturn.test(10));//10
MoreParameterReturn moreParameterReturn = (a,b) -> a+b;
System.out.println(moreParameterReturn.test(1,2));//3
}
public static void main3(String[] args) {
//() {} 可省略
OneParameterNoReturn oneParameterNoReturn = (a)-> System.out.println(a);
oneParameterNoReturn.test(10);//10
//int類型可以省略
MoreParameterNoReturn moreParameterNoReturn = (a,b)-> System.out.println(a+b);
moreParameterNoReturn.test(10,20);//30
}
public static void main2(String[] args) {
NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = () -> System.out.println("重寫方法");
noParameterNoReturn.test();
}
public static void main1(String[] args) {
NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = new NoParameterNoReturn(){
public void test(){
System.out.println("重寫方法");
}
};
noParameterNoReturn.test();
}
}
3.2 函數(shù)式接口
函數(shù)式接口定義：一個接口有且只有一個抽象方法 。
注意：
1.如果一個接口只有一個抽象方法，那么該接口就是一個函數(shù)式接口。
2.如果我們在某個接口上聲明了 @FunctionalInterface 注解，那么編譯器就會按照函數(shù)式接口的定義來要求該接口，這樣如果有兩個抽象方法，程序編譯就會報錯的。所以，從某種意義上來說，只要你保證你的接口中只有一個抽象方法，你可以不加這個注解。加上就會自動進行檢測的。
代碼示例：
@FunctionalInterface
//函數(shù)式接口
interface NoParameterNoReturn {
//注意：只能有一個方法
void test();
}
public static void main1(String[] args) {
NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = new NoParameterNoReturn(){
public void test(){
System.out.println("重寫方法");
}
};
noParameterNoReturn.test();
}
}
3.3 變量捕獲
Lambda 表達式中存在變量捕獲 ，了解了變量捕獲之后，我們才能更好的理解Lambda 表達式的作用域 。Java當中的匿名類中，會存在變量捕獲。
package lambdaTest;
class Test {
public void func(){
System.out.println("func()");
}
}
public class test02 {
public static void main(String[] args) {
int a = 100;
new Test(){
@Override
public void func() {
System.out.println("我是內部類，且重寫了func這個方法！");
System.out.println("捕獲遍歷" + a);//能捕獲到的變量，要么是常量，要么未發(fā)生改變過。
}
};
}
}
Lambda表達式的優(yōu)點很明顯，在代碼層次上來說，使代碼變得非常的簡潔。缺點也很明顯，代碼不易讀。
優(yōu)點：
代碼簡潔，開發(fā)迅速；方便函數(shù)式編程；非常容易進行并行計算；Java 引入 Lambda，改善了集合操作；
缺點：
代碼可讀性變差；在非并行計算中，很多計算未必有傳統(tǒng)的 for 性能要高；不容易進行調試；
總結
本篇文章就到這里了，希望能夠給你帶來幫助，也希望您能夠多多關注腳本之家的更多內容!
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