反射是什么？

能够分析类能力的程序称为反射，利用反射能够编写动态操作Java代码的程序

Class类

每个对象都有一个运行时的类型标识，称为Class，用于跟踪对象所属的类

class Person {}

可通过Object中getClass方法、Class.forName()或T.class获取一个类对应的Class对象，每个java类型都有匹配的类对象

Person person = new Person();
Class personClass = person.getClass();try {Class StringClass = Class.forName("java.lang.String");
} catch (ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();
}Class voidClass = Void.class;

其保存了描述类的各种属性，如类名（会附带包名）

String className = personClass.getName()

可通过类对象创建新的实例，newInstance()会调用默认无参的构造方法，无则报错

try {Person person2 = (Person) personClass.newInstance();
} catch (IllegalAccessException | InstantiationException e) {e.printStackTrace();
}

可通过==运算符判断两个类对象是否相等，多用于equals中

if (person.getClass() == person.getClass()) {}

利用反射还原类

反射中有Field、Constructor和Method描述类的域、方法和构造方法

都有getName返回名称，Modifier.toString(getMidifiers())获取修饰符
Field的getType()获取域的数据类型
Constructor和Method的getParameterTypes()获取参数类型
getDeclaredFields()、getDeclaredConstructors()、getDeclaredMethods()返回全部域、方法和构造方法（包括private）
Method的getReturnType()获取返回值类型

class Reflection {public static void reflect(String name) {try {Class thisClass = Class.forName(name);Class supClass = thisClass.getSuperclass();String modifies = Modifier.toString(thisClass.getModifiers());if (modifies.length() > 0) {System.out.print(modifies + " ");}System.out.print("class " + name);if (supClass != null && supClass != Object.class) {System.out.print(" extend " + supClass.getName());}System.out.print(" {\n");printField(thisClass);System.out.println();printConstructors(thisClass);System.out.println();printMethods(thisClass);System.out.println("}");} catch (ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();}System.exit(0);}public static void printField(Class thisClass) {Field[] fields = thisClass.getDeclaredFields();for (Field f : fields) {Class type = f.getType();String name = f.getName();System.out.print("  ");String modifiers = Modifier.toString(f.getModifiers());if (modifiers.length() > 0) {System.out.print(modifiers + " ");}System.out.println(type.getName() + " " + name + ";");}}public static void printConstructors(Class thisClass) {Constructor[] constructors = thisClass.getDeclaredConstructors();for (Constructor c : constructors) {String name = c.getName();System.out.print("  ");String modifiers = Modifier.toString(c.getModifiers());if (modifiers.length() > 0) {System.out.print(modifiers + " ");}System.out.print(name + "(");Class[] paraTypes = c.getParameterTypes();for (int i = 0; i < paraTypes.length; i++) {if (i > 0) {System.out.println(", ");}System.out.print(paraTypes[i].getName());}System.out.println(");");}}public static void printMethods(Class thisClass) {Method[] methods = thisClass.getDeclaredMethods();for (Method m : methods) {Class returnType = m.getReturnType();String name = m.getName();System.out.print("  ");String modifiers = Modifier.toString(m.getModifiers());if (modifiers.length() > 0) {System.out.print(modifiers + " ");}System.out.print(returnType.getName() + " " + name + "(");Class[] paraTypes = m.getParameterTypes();for (int i = 0; i < paraTypes.length; i++) {if (i > 0) {System.out.print(", ");}System.out.print(paraTypes[i].getName());}System.out.println(");");}}
}

调用时输入类名

Reflection.reflect(Double.class.getName());

通用toString()

getComponentType()获取数组类型
setAccessible(AccessibleObject[] array,boolean flag)设置对象数组的可访问标志，true为可访问私有部分
Filed的get(Object obj)返回对应域在obj中的值
Array的get(obj, i)获取obj数组在i中对象

class ObjectAnalyzer {private ArrayList<Object> visited = new ArrayList<>();public String toString(Object obj) {if (obj == null) {return "null";}if (visited.contains(obj)) {return "...";}visited.add(obj);Class thisClass = obj.getClass();if (thisClass == String.class) {return (String) obj;}if (thisClass.isArray()) {String r = thisClass.getComponentType() + "[]{";for (int i = 0; i < Array.getLength(obj); i++) {if (i > 0) {r += ",";}Object val = Array.get(obj, i);if (thisClass.getComponentType().isPrimitive()) {r += val;} else {r += toString(val);}return r + "}";}}String r = thisClass.getName();do {r += "[";Field[] fields = thisClass.getDeclaredFields();AccessibleObject.setAccessible(fields, true);for (Field f : fields) {if (!Modifier.isStatic(f.getModifiers())) {if (r.endsWith("[")) {r += ",";}r += f.getName() + "=";try {Class t = f.getType();Object val = f.get(obj);if (t.isPrimitive()){r+=val;}else {r+=toString(val);}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}}r += "]";thisClass = thisClass.getSuperclass();}while (thisClass != null);return r;}
}

调用

ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 5; i++) {arrayList.add(i * i);
}
System.out.println(new ObjectAnalyzer().toString(arrayList));

通用数组拷贝

现有badCopy利用Object[]进行拷贝

class CopyUtil {public static Object[] badCopy(Object[] a, int newLength) {Object[] newArray = new Object[newLength];System.arraycopy(a, 0, newArray, 0, Math.min(a.length, newLength));return newArray;}
}

以下代码无法执行，在返回时一个Object[]无法转换成Person[]，且无法针对基本数据类型转换，因为int[] 无法转换成Object[]

Person[] people = new Person[10];
people = (Person[]) CopyUtil.badCopy(people, 2 % people.length);
//int[] a = new int[10];
//a = CopyUtil.badCopy(a, 2 % a.length);

修改为goodCopy，内部使用反射Array.newInstance创建Object实例，所有对象都可通过Object进行转换

public static Object goodCopy(Object a, int newLength) {Class thisClass = a.getClass();if (!thisClass.isArray()) {return null;}Class componentType = thisClass.getComponentType();int length = Array.getLength(a);Object newArray = Array.newInstance(componentType, newLength);System.arraycopy(a, 0, newArray, 0, Math.min(length, newLength));return newArray;
}

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