Java基础（三）反射的使用

一、动态语言

动态语言，是指程序在运行时可以改变其结构：新的函数可以引进，已有的函数可以被删除等结构上的变化。比如常见的 JavaScript 就是动态语言，除此之外 Ruby,Python 等也属于动态语言，而 C、C++则不属于动态语言。从反射角度说 JAVA 属于半动态语言。

反射机制概念 （运行状态中知道类所有的属性和方法）

在 Java 中的反射机制是指在运行状态中，对于任意一个类都能够知道这个类所有的属性和方法；并且对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法；这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为 Java 语言的反射机制（但他不能动态的增删方法属性，要想修改方法需要实现Invokehandler接口，重写invoke方法）。

二、反射的应用场合

1、编译时类型和运行时类型

在 Java 程序中许多对象在运行时都会出现两种类型：编译时类型和运行时类型。** 编译时的类型由声明对象时实用的类型来决定，运行时的类型由实际赋值给对象的类型决定** 。如：

Person p = new Student();

其中编译时类型为 Person，运行时类型为 Student。

2、编译时类型无法获取具体方法

程序在运行时还可能接收到外部传入的对象，该对象的编译时类型为 Object,但是程序有需要调用该对象的运行时类型的方法。为了解决这些问题，程序需要在运行时发现对象和类的真实信息。然而，如果编译时根本无法预知该对象和类属于哪些类，程序只能依靠运行时信息来发现该对象和类的真实信息，此时就必须使用到反射了。

三、Java 反射 API

反射 API 用来生成 JVM 中的类、接口或者对象的信息。

• Class 类：反射的核心类，可以获取类的属性，方法等信息。
• Field 类：Java.lang.reflect 包中的类，表示类的成员变量，可以用来获取和设置类之中的属性值。
• Method 类： Java.lang.reflect 包中的类，表示类的方法，它可以用来获取类中的方法信息或者执行方法。
• Constructor 类： Java.lang.reflect 包中的类，表示类的构造方法。

四、反射使用步骤（获取 Class 对象、调用对象方法）

1. 获取想要操作的类的 Class 对象，他是反射的核心，通过 Class 对象我们可以任意调用类的方法。
2. 调用 Class 类中的方法，既就是反射的使用阶段。
3. 使用反射 API 来操作这些信息。

1、获取 Class 对象的 3 种方法1、获取 Class 对象的 3 种方法

（1）调用某个对象的 getClass() 方法；调用某个对象的 getClass() 方法；

Person p = new Person();
Class clazz = p.getClass();

（2）调用某个类的 class 属性来获取该类对应的 Class 对象；（2）调用某个类的 class 属性来获取该类对应的 Class 对象；

Class clazz = Person.class;

（3）使用 Class 类中的 forName() 静态方法 ( 最安全 / 性能最好）；（3）使用 Class 类中的 forName() 静态方法 ( 最安全 / 性能最好）；

Class clazz = Class.forName("类的全路径"); (最常用)

2、创建对象的两种方法2、创建对象的两种方法

• Class 对象的 newInstance()，使用 Class 对象的 newInstance()方法来创建该 Class 对象对应类的实例，但是这种方法要求该 Class 对象对应的类有默认的空构造器。
• 调用 Constructor 对象的 newInstance()，先使用 Class 对象获取指定的 Constructor 对象，再调用 Constructor 对象的 newInstance()方法来创建 Class 对象对应类的实例,通过这种方法可以选定构造方法创建实例。

//获取 Person 类的 Class 对象
Class clazz = Class.forName("reflection.Person");
//使用.newInstane 方法创建对象
Person p = (Person) clazz.newInstance();
//获取构造方法并创建对象
Constructor c = clazz.getDeclaredConstructor(String.class,String.class,int.class);
//创建对象并设置属性
Person p1 = (Person) c.newInstance("李四","男",20);

五、实例

首先，上代码：

public class Test1 {
    /**
     * 二分查找   O(logN)
     * @param arr
     * @param target
     * @return
     */
    private int binarySearch(int[] arr,int target) {
        if(arr == null || arr.length == 0) {
            return -1;
        }
        int left = 0;
        int right = arr.length-1;
        while (left <= right) {
            int mid = left+(right-left)>>1;
            if(arr[mid] == target) {
                return mid;
            }
            if(arr[mid] > target) {
                right = mid-1;
            }else {
                left = mid+1;
            }
        }
        return -1;
    }

    /**
     * 寻找最大值 O(N)
     * @param arr
     * @return
     */
    private int findMax(int[] arr) {
        if(arr == null || arr.length == 0) {
            return -1;
        }
        int maxValue = arr[0];
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            if(arr[i] > maxValue) {
                maxValue = arr[i];
            }
        }
        return maxValue;
    }

    /**
     * 归并排序 O(N㏒N)
     * @param arr
     */
    private void mergeSort(int[] arr) {
        if(arr == null || arr.length == 0) {
            return;
        }
        for(int i = 1;i < arr.length;i = i*2) {
            sortCode(arr,i);
        }
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }

    private void sortCode(int[] arr, int gap) {
        int s1 = 0;
        int e1 = s1+gap-1;
        int s2 = e1+1;
        int e2 = s2+gap-1 > arr.length-1 ? arr.length-1 : s2+gap-1;

        int[] temp = new int[arr.length];
        int index = 0;

        while (s2 < arr.length) {
            while (s1 <= e1 && s2 <= e2) {
                if(arr[s1] < arr[s2]) {
                    temp[index++] = arr[s1++];
                }else {
                    temp[index++] = arr[s2++];
                }
            }

            while (s1 <= e1) {
                temp[index++] = arr[s1++];
            }

            while (s2 <= e2) {
                temp[index++] = arr[s2++];
            }

            s1 = e2+1;
            e1 = s1+gap-1;
            s2 = e1+1;
            e2 = s2+gap-1 > arr.length-1 ? arr.length-1 : s2+gap-1;
        }

        while (s1 < arr.length) {
            temp[index++] = arr[s1++];
        }
        System.arraycopy(temp,0,arr,0,arr.length);
    }
}

然后反射传参调用，并获取结果：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,58,69,21,47,35,26,71,19};
        Test1 test1 = new Test1();
        Class<? extends Test1> c = test1.getClass();
        try {
            System.out.println("数组："+Arrays.toString(array));

            //找最大值
            Method method1 = c.getDeclaredMethod("findMax",int[].class);
            method1.setAccessible(true);
            Object o = method1.invoke(test1, new Object[]{array});
            System.out.println("最大值是："+o.toString());

            //排序
            Method method2 = c.getDeclaredMethod("mergeSort",int[].class);
            method2.setAccessible(true);
            method2.invoke(test1,new Object[]{array});
            System.out.println("归并排序后："+Arrays.toString(array));

            //二分查找
            Method method3 = c.getDeclaredMethod("binarySearch",int[].class,int.class);
            method3.setAccessible(true);
            Object o1 = method3.invoke(test1, new Object[]{array,35});
            System.out.println("二分查找:"+o1.toString());

        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

运行结果：

数组：[1, 58, 69, 21, 47, 35, 26, 71, 19]
最大值是：71
[1, 19, 21, 26, 35, 47, 58, 69, 71]
归并排序后：[1, 19, 21, 26, 35, 47, 58, 69, 71]
二分查找:4