java 高级篇 的补充

2022/6/7 1:21:53

编程Tag： string class 实例 Java 高级 注解 public 补充

本文主要是介绍java 高级篇 的补充，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

反射

class类

反射就是Reflection，Java的反射是指程序在运行期可以拿到一个对象的所有信息

反射是为了解决在运行期，对某个实例一无所知的情况下，如何调用其方法

除了int等基本类型外，Java的其他类型全部都是class（包括interface）

只有JVM能创建Class实例，我们自己的Java程序是无法创建Class实例的

JVM为每个加载的class创建了对应的Class实例，并在实例中保存了该class的所有信息，包括类名、包名、父类、实现的接口、所有方法、字段等，因此，如果获取了某个Class实例，我们就可以通过这个Class实例获取到该实例对应的class的所有信息

这种通过Class实例获取class信息的方法称为反射（Reflection）

Class cls1 = String.class;//类.class

String s = "Hello";
Class cls2 = s.getClass();//对象.getClass()

Class cls3 = Class.forName("java.lang.String");
//Class.forName("包名")


boolean sameClass = cls1 == cls2; // true
//Class实例在JVM中是唯一的，所以，上述方法获取的Class实例是同一个实例

只能调用public的无参数构造方法。带参数的构造方法，或者非public的构造方法都无法通过Class.newInstance()被调用

public static void main(String[] args) throws InstantiationException, IllegalAccessException {
        // 获取String的Class实例:
        Class cls = String.class;
// 创建一个String实例:
        String s = (String) cls.newInstance();
        s = "fgj";
        System.out.println(s);
    }

动态加载

JVM在执行Java程序的时候，并不是一次性把所有用到的class全部加载到内存，而是第一次需要用到class时才加载

JVM为每个加载的class及interface创建了对应的Class实例来保存class及interface的所有信息；

获取一个class对应的Class实例后，就可以获取该class的所有信息；

通过Class实例获取class信息的方法称为反射（Reflection）；

JVM总是动态加载class，可以在运行期根据条件来控制加载class

访问字段

任意的一个Object实例，只要我们获取了它的Class，就可以获取它的一切信息

  • Field getField(name)：根据字段名获取某个public的field（包括父类）
  • Field getDeclaredField(name)：根据字段名获取当前类的某个field（不包括父类）
  • Field[] getFields()：获取所有public的field（包括父类）
  • Field[] getDeclaredFields()：获取当前类的所有field（不包括父类）
public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException {
        Class<Student> stdClass = Student.class;
        // 获取public字段"score":
        System.out.println(stdClass.getField("score"));
        // 获取继承的public字段"name":
        System.out.println(stdClass.getField("name"));
        // 获取private字段"grade":
        System.out.println(stdClass.getDeclaredField("grade"));
    }
}

class Student extends Person{
    public int score;
    private int grade;
}
class Person{
    public String name;
}

获取字段值

public static void main(String[] args) throws Exception {
        Object p = new Person("Xiao Ming");
        Class c = p.getClass();
        Field f = c.getDeclaredField("name");
        Object value = f.get(p);
        System.out.println(value); // "Xiao Ming"
    }
}

class Person {
    private String name;

    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }
}

设置字段值

public static void main(String[] args) throws Exception {
        Person p = new Person("Xiao Ming");
        System.out.println(p.getName()); // "Xiao Ming"
        Class c = p.getClass();
        Field f = c.getDeclaredField("name");
        f.setAccessible(true);
        f.set(p, "Xiao Hong");
        System.out.println(p.getName()); // "Xiao Hong"
    }
}

class Person {
    private String name;

    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return this.name;
    }
}

Java的反射API提供的Field类封装了字段的所有信息：

通过Class实例的方法可以获取Field实例：getField()，getFields()，getDeclaredField()，getDeclaredFields()；

通过Field实例可以获取字段信息：getName()，getType()，getModifiers()；

通过Field实例可以读取或设置某个对象的字段，如果存在访问限制，要首先调用setAccessible(true)来访问非public字段。

通过反射读写字段是一种非常规方法，它会破坏对象的封装。

调用方法

public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class stdClass = Student.class;
        // 获取public方法getScore，参数为String:
        System.out.println(stdClass.getMethod("getScore", String.class));
        // 获取继承的public方法getName，无参数:
        System.out.println(stdClass.getMethod("getName"));
        // 获取private方法getGrade，参数为int:
        System.out.println(stdClass.getDeclaredMethod("getGrade", int.class));
    }
}

class Student extends Person {
    public int getScore(String type) {
        return 99;
    }
    private int getGrade(int year) {
        return 1;
    }
}

class Person {
    public String getName() {
        return "Person";
    }
}

调用静态方法

public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 获取Integer.parseInt(String)方法，参数为String:
        Method m = Integer.class.getMethod("parseInt", String.class);
        // 调用该静态方法并获取结果:
        Integer n = (Integer) m.invoke(null, "12345");
        // 打印调用结果:
        System.out.println(n);
    }
}

调用非public方法

public static void main(String[] args) throws Exception {
        Person p = new Person();
        Method m = p.getClass().getDeclaredMethod("setName", String.class);
        m.setAccessible(true);
        m.invoke(p, "Bob");
        System.out.println(p.name);
    }
}

class Person {
    String name;
    private void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

Java的反射API提供的Method对象封装了方法的所有信息：

通过Class实例的方法可以获取Method实例：getMethod()，getMethods()，getDeclaredMethod()，getDeclaredMethods()；

通过Method实例可以获取方法信息：getName()，getReturnType()，getParameterTypes()，getModifiers()；

通过Method实例可以调用某个对象的方法：Object invoke(Object instance, Object... parameters)；

通过设置setAccessible(true)来访问非public方法；

通过反射调用方法时，仍然遵循多态原则。

调用构造方法

public static void main(String[] args) throws Exception {
    // 获取构造方法Integer(int):
    Constructor cons1 = Integer.class.getConstructor(int.class);
    // 调用构造方法:
    Integer n1 = (Integer) cons1.newInstance(123);
    System.out.println(n1);

    // 获取构造方法Integer(String)
    Constructor cons2 = Integer.class.getConstructor(String.class);
    Integer n2 = (Integer) cons2.newInstance("456");
    System.out.println(n2);
}

Constructor对象封装了构造方法的所有信息；

通过Class实例的方法可以获取Constructor实例：getConstructor()，getConstructors()，getDeclaredConstructor()，getDeclaredConstructors()；

通过Constructor实例可以创建一个实例对象：newInstance(Object... parameters)； 通过设置setAccessible(true)来访问非public构造方法。

获取继承关系

public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class i = Integer.class;
        Class n = i.getSuperclass();
        System.out.println(n);
        Class o = n.getSuperclass();
        System.out.println(o);
        System.out.println(o.getSuperclass());
    }
}

获取interface

public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class s = Integer.class;
        Class[] is = s.getInterfaces();
        for (Class i : is) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

通过Class对象可以获取继承关系：

  • Class getSuperclass()：获取父类类型；
  • Class[] getInterfaces()：获取当前类实现的所有接口。

通过Class对象的isAssignableFrom()方法可以判断一个向上转型是否可以实现

动态代理

所有interface类型的变量总是通过某个实例向上转型并赋值给接口类型变量

public static void main(String[] args) {
        InvocationHandler handler = new InvocationHandler() {
            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                System.out.println(method);
                if (method.getName().equals("morning")) {
                    System.out.println("Good morning, " + args[0]);
                }
                return null;
            }
        };
        Hello hello = (Hello) Proxy.newProxyInstance(
                Hello.class.getClassLoader(), // 传入ClassLoader
                new Class[] { Hello.class }, // 传入要实现的接口
                handler); // 传入处理调用方法的InvocationHandler
        hello.morning("Bob");
    }
}

interface Hello {
    void morning(String name);
}

Java标准库提供了动态代理功能，允许在运行期动态创建一个接口的实例；

动态代理是通过Proxy创建代理对象，然后将接口方法“代理”给InvocationHandler完成的。

注解

使用注解

Java程序的一种特殊“注释”——注解

注解是放在Java源码的类、方法、字段、参数前的一种特殊“注释

Java的注解可以分为三类：

第一类是由编译器使用的注解，例如：

  • @Override：让编译器检查该方法是否正确地实现了覆写；
  • @SuppressWarnings：告诉编译器忽略此处代码产生的警告。

这类注解不会被编译进入.class文件，它们在编译后就被编译器扔掉了。

第二类是由工具处理.class文件使用的注解，比如有些工具会在加载class的时候，对class做动态修改，实现一些特殊的功能。这类注解会被编译进入.class文件，但加载结束后并不会存在于内存中。这类注解只被一些底层库使用，一般我们不必自己处理。

第三类是在程序运行期能够读取的注解，它们在加载后一直存在于JVM中，这也是最常用的注解。例如，一个配置了@PostConstruct的方法会在调用构造方法后自动被调用（这是Java代码读取该注解实现的功能，JVM并不会识别该注解）。

注解（Annotation）是Java语言用于工具处理的标注：

注解可以配置参数，没有指定配置的参数使用默认值；

如果参数名称是value，且只有一个参数，那么可以省略参数名称。

定义注解

@interface Report {
    int type() default 0;
    String level() default "info";
    String value() default "";
}

注解的参数类似无参数方法，可以用default设定一个默认值（强烈推荐）

元注解

@Target

使用@Target可以定义Annotation能够被应用于源码的哪些位置

  • 类或接口：ElementType.TYPE；
  • 字段：ElementType.FIELD；
  • 方法：ElementType.METHOD；
  • 构造方法：ElementType.CONSTRUCTOR；
  • 方法参数：ElementType.PARAMETER。
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface Report {
    int type() default 0;
    String level() default "info";
    String value() default "";
}

@Retention

@Retention定义了Annotation的生命周期：

  • 仅编译期：RetentionPolicy.SOURCE；
  • 仅class文件：RetentionPolicy.CLASS；
  • 运行期：RetentionPolicy.RUNTIME。
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Report {
    int type() default 0;
    String level() default "info";
    String value() default "";
}

@Repeatable

使用@Repeatable这个元注解可以定义Annotation是否可重复

@Inherited

@Inherited定义子类是否可继承父类定义的Annotation

@Inherited
@Target(ElementType.TYPE)
public @interface Report {
    int type() default 0;
    String level() default "info";
    String value() default "";
}

小结

Java使用@interface定义注解：

可定义多个参数和默认值，核心参数使用value名称；

必须设置@Target来指定Annotation可以应用的范围；

应当设置@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)便于运行期读取该Annotation。

处理注解

注解本身对代码逻辑没有任何影响

  • SOURCE类型的注解在编译期就被丢掉了；
  • CLASS类型的注解仅保存在class文件中，它们不会被加载进JVM；
  • RUNTIME类型的注解会被加载进JVM，并且在运行期可以被程序读取

注解如何使用，完全由程序自己决定

小结

可以在运行期通过反射读取RUNTIME类型的注解，注意千万不要漏写@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)，否则运行期无法读取到该注解。

可以通过程序处理注解来实现相应的功能：

  • 对JavaBean的属性值按规则进行检查；
  • JUnit会自动运行@Test标记的测试方法。

泛型

泛型是一种“代码模板”，可以用一套代码套用各种类型

向上转型

ArrayList实现了List接口，它可以向上转型为List

特别注意：不能把ArrayList<Integer>向上转型为ArrayList<Number>或List<Number>。

小结

泛型就是编写模板代码来适应任意类型；

泛型的好处是使用时不必对类型进行强制转换，它通过编译器对类型进行检查；

注意泛型的继承关系：可以把ArrayList<Integer>向上转型为List<Integer>（T不能变！），但不能把ArrayList<Integer>向上转型为ArrayList<Number>（T不能变成父类）。

擦拭法

泛型是一种类似”模板代码“的技术，不同语言的泛型实现方式不一定相同。

Java语言的泛型实现方式是擦拭法

Java的泛型是采用擦拭法实现的；

擦拭法决定了泛型<T>：

  • 不能是基本类型，例如：int；
  • 不能获取带泛型类型的Class，例如：Pair<String>.class；
  • 不能判断带泛型类型的类型，例如：x instanceof Pair<String>；
  • 不能实例化T类型，例如：new T()。

泛型方法要防止重复定义方法，例如：public boolean equals(T obj)；

子类可以获取父类的泛型类型<T>。

extends通配符

使用extends通配符表示可以读，不能写。

使用类似<T extends Number>定义泛型类时表示：

  • 泛型类型限定为Number以及Number的子类。

super通配符

对比extends和super通配符

我们再回顾一下extends通配符。作为方法参数，<? extends T>类型和<? super T>类型的区别在于：

  • <? extends T>允许调用读方法T get()获取T的引用，但不允许调用写方法set(T)传入T的引用（传入null除外）；
  • <? super T>允许调用写方法set(T)传入T的引用，但不允许调用读方法T get()获取T的引用（获取Object除外）。

一个是允许读不允许写，另一个是允许写不允许读。使用类似<? super Integer>通配符作为方法参数时表示：

  • 方法内部可以调用传入Integer引用的方法，例如：obj.setFirst(Integer n);；
  • 方法内部无法调用获取Integer引用的方法（Object除外），例如：Integer n = obj.getFirst();。

即使用super通配符表示只能写不能读。

使用extends和super通配符要遵循PECS原则。

无限定通配符<?>很少使用，可以用<T>替换，同时它是所有<T>类型的超类。



这篇关于java 高级篇 的补充的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！


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