新数据结构(11)——Java类的产生和反射

反射是获取类信息的一种能力

类信息包括属性、方法、构造器、父类、接口等

类信息的来源

来自类的加载器，这是从.class文件到内存中的java虚拟器（JVM）中间的一个阶段（如下图）

类的加载器里，用Field数组存储成员变量，用method数组存储方法，用constructor存储构造器（如上图）。

Java运行流程分为三个阶段，其中第一个阶段在磁盘，第二三阶段（Class类对象阶段、Runtime运行时阶段）在内存（如上图）

三个阶段获取信息方式不同，第一阶段通过Class.forName("全类名")，第二阶段通过类名.class，第三个阶段通过对象名.getClass()，如下代码：

Class clazz1 = Class.forName("xxx"); Class clazz2 = Student.class; Student student = new Student(); Class clazz3 = student.getClass();

 上面代码里的clazz1、clazz2、clazz3指向相同地址，其是一个对象

类信息的获取

通过Class.forName("Test20250218.Student")获取到Student类的Class对象。这一步是反射的基础，它允许程序在运行时动态地加载类。Test20250218.Student是类的全限定名，即包括包名和类名。接着，使用clazz.getDeclaredFields()获取Student类声明的所有字段，包括私有字段。这些字段被封装在Field数组中返回。然后，通过System.out.println(Arrays.toString(fields))将这些字段信息打印出来。随后，clazz.getFields()方法被调用，它返回的是类中所有可访问的公共字段。与getDeclaredFields()不同，getFields()只返回公共字段，忽略私有字段和受保护字段。同样，这些字段信息也被打印出来。紧接着，代码通过clazz.getDeclaredMethods()获取Student类中声明的所有方法，包括私有方法。这些方法被封装在Method数组中返回。然后，打印出这些方法的信息。clazz.getMethods()方法被调用，返回的是类中所有可访问的公共方法，包括从父类继承的公共方法。与getDeclaredMethods()不同，getMethods()不仅返回类自身的方法，还包括继承的公共方法，并且忽略私有方法和受保护方法。同样，这些信息也被打印出来。最后，通过clazz.getDeclaredConstructors()获取Student类中声明的所有构造器，这些构造器被封装在Constructor数组中返回。然后，打印出这些构造器的信息。clazz.getConstructors()方法返回的是类中所有可访问的公共构造器。与getDeclaredConstructors()不同，getConstructors()只返回公共构造器，忽略私有构造器和受保护构造器。这些构造器的信息也被打印出来。

没有Declared只能获取public的数据，而加上Declared可以获得所有修饰符修饰的数据

单独获取某个属性

下面代码通过Class.forName("Test20250218.Student")加载Student类并获取其Class对象，随后利用反射API动态地访问并展示了该类的字段和方法信息。具体地，它使用getField和getDeclaredField方法分别获取了公共字段age和任意访问修饰符的字段height、sex的Field对象，并打印了这些信息；同时，它使用getDeclaredMethod方法获取了无参方法run、带有String和int参数的方法run、无参方法getAge以及带有一个String参数的方法getNameString的Method对象，并同样打印了这些信息

 下面代码首先通过Class.forName("Test20250218.Student")加载了Test20250218.Student类，并获取其Class对象clazz。接着，利用反射API中的getDeclaredConstructor方法，分别获取了Student类中声明的四个不同参数列表的构造方法：第一个构造方法接受String、int、double、char四个参数；第二个构造方法接受int、double、char三个参数；第三个构造方法接受double、char两个参数；第四个构造方法仅接受一个char参数。每个获取的构造方法都被封装在Constructor对象中，并立即通过System.out.println方法打印出来，展示了Student类中声明的这些构造方法的信息。

类信息的使用

下面代码首先通过Class.forName("Test20250218.Student")加载了Test20250218.Student类，并获取其Class对象clazz。接着，利用反射API中的getDeclaredConstructor方法，首先获取了Student类中声明的无参构造方法，并通过调用newInstance方法创建了Student类的一个实例对象student。然后，获取了接受double和char两个参数的构造方法，并通过调用newInstance方法并传入参数185.5和'男'创建了另一个Student实例对象student1。最后，获取了仅接受一个char参数的构造方法，由于该构造方法可能受到访问修饰符（如private）的限制，因此通过调用setAccessible(true)方法忽略了Java的访问控制检查（即进行了暴力反射），随后调用newInstance方法并传入参数'女'创建了第三个Student实例对象student2。

private修饰的数据是在其他类当中访问不到的，所以只能忽略访问权限修饰符的安全检查，

暴力反射针对的就是private修饰的数据

上述代码合集：

package Test20250218; public class Student { //属性 private String name; public int age; double height; protected char sex; //方法 private void run(){ System.out.println("学生跑的很快...."); } public int getAge(){ return this.age; } String getNameString(String name) { return name; } protected void run(String a,int b) { System.out.println(a+""+b); } Student(String name,int age,double height,char sex){ this.name = name; this.age = age; this.height = height; this.sex = sex; } public Student(int age,double height,char sex){ this.age = age; this.height = height; this.sex = sex; } protected Student(double height,char sex){ this.height = height; this.sex = sex; } private Student(char sex){ this.sex = sex; } Student(){ } } package Test20250218; import java.lang.reflect.Constructor; import java.lang.reflect.Field; import java.lang.reflect.Method; import java.util.Arrays; public class Test { public static void main(String[] args) throws Exception { // TODO Auto-generated method stub // //获取类对象 Class clazz=Class.forName("Test20250218.Student"); // // 1 // Field[] fields =clazz.getDeclaredFields(); // System.out.println(Arrays.toString(fields)); // // Field[] fields1 = clazz.getFields(); // System.out.println(Arrays.toString(fields1)); // // //获取方法 // Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods(); // System.out.println(Arrays.toString(methods)); // // Method[] methods1 = clazz.getMethods(); // System.out.println(Arrays.toString(methods1)); // // //获取构造器 // Constructor[] declaredConstructors=clazz.getDeclaredConstructors(); // System.out.println(Arrays.toString(declaredConstructors)); // // Constructor[] declaredConstructors1=clazz.getConstructors(); // System.out.println(Arrays.toString(declaredConstructors1)); // 2 // //age是public类型修饰的，那么我们使用getField可以获取到数据，也可以使用 // //getDeclaredField获取数据 // Field ageField = clazz.getField("age"); // System.out.println(ageField); // // Field heightField = clazz.getDeclaredField("height"); // System.out.println(heightField); // // Field sexField = clazz.getDeclaredField("sex"); // System.out.println(sexField); // // Method runMethod = clazz.getDeclaredMethod("run"); // System.out.println(runMethod); // // Method runMethod1 = clazz.getDeclaredMethod("run",String.class,int.class); // System.out.println(runMethod1); // // Method getAge = clazz.getDeclaredMethod("getAge"); // System.out.println(getAge); // // Method getNameString = clazz.getDeclaredMethod("getNameString", String.class); // System.out.println(getNameString); // System.out.println("--------------------------------"); // // 3 // Constructor constructor1 = clazz.getDeclaredConstructor(String.class,int.class,double.class,char.class); // System.out.println(constructor1); // // Constructor constructor2 = clazz.getDeclaredConstructor(int.class,double.class,char.class); // System.out.println(constructor2); // // Constructor constructor3 = clazz.getDeclaredConstructor(double.class,char.class); // System.out.println(constructor3); // // Constructor constructor4 = clazz.getDeclaredConstructor(char.class); // System.out.println(constructor4); // 4 // Constructor constructor=clazz.getDeclaredConstructor(); // Student student=(Student)constructor.newInstance(); // // Constructor constructor1=clazz.getDeclaredConstructor(double.class,char.class); // Student student1=(Student)constructor1.newInstance(185.5,'男'); // // Constructor constructor2=clazz.getDeclaredConstructor(char.class); // //private修饰的数据是在其他类当中访问不到的 // //所以只能忽略访问权限修饰符的安全检查 // constructor2.setAccessible(true);//暴力反射---------》针对的就是private修饰的数据 // Student student2=(Student)constructor2.newInstance('女'); // 5 // Constructor constructor=clazz.getDeclaredConstructor(); // Student student=(Student)constructor.newInstance(); // //对属性的赋值、取值 // Field nameField=clazz.getDeclaredField("name"); // //赋值 // nameField.setAccessible(true);//暴力反射 // nameField.set(student,"张三");//set()需要两个参数分别是对象和值 // System.out.println(nameField.get(student)); // Field ageField = clazz.getField("age"); // ageField.set(student,18); // System.out.println(ageField.get(student)); // Field heightField = clazz.getDeclaredField("height"); // heightField.set(student,185.5); // System.out.println(heightField.get(student)); // Field sexField = clazz.getDeclaredField("sex"); // sexField.set(student,'女'); // System.out.println(sexField.get(student)); // 6 Constructor constructor =clazz.getDeclaredConstructor(); Student student=(Student)constructor.newInstance(); Method run =clazz.getDeclaredMethod("run"); run.setAccessible(true); run.invoke(student); Method getAge =clazz.getDeclaredMethod("getAge"); getAge.invoke(student); Method getStingName = clazz.getDeclaredMethod("getNameString",String.class); String name =(String)getStingName.invoke(student,"aaaaa"); System.out.println(name); Method run1=clazz.getDeclaredMethod("run",String.class, int.class); run1.invoke(student, "bbbb",99); } }