new和反射产生java内部类的实例化详解

自作多情 提交于 2019-12-07 15:48:37

前两天看到一道口试题,是关于内部类的知识,觉得很有意思。

这道题是这样的:

根据注释填写(1),(2),(3)处的代码

public class Test{

?????? public static void main(String[] args){

????????????? // 初始化Bean1

????????????? (1)

????????????? bean1.I++;

????????????? // 初始化Bean2

????????????? (2)

????????????? bean2.J++;

????????????? //初始化Bean3

????????????? (3)

????????????? bean3.k++;

?????? }

?

?????? class Bean1{

????????????? public int I = 0;

?????? }

?

?????? static class Bean2{

????????????? public int?J = 0;

?????? }

}

public class Bean{

?????? public class Bean3{

????????????? public int k = 0;

?????? }

}

?

这实在就是实例化内部类对象的题。

从上面的题可以看出,Bean1为非静态内部类,Bean2为静态内部类,而Bean3则不是在Test类内部了,而是在一个外部类Bean的内部(是不是很拗口),呵呵。现通过new和反射来具体讲解其产生原理。

1.new

我们知道,内部类分为两种,一种是静态内部类,一种是非静态内部类。前者不用产生外部类的实例化对象即可产生内部类的实例化对象,后者必须先产生外部类的实例化对象,才能产生内部类的实例化对象。

?

实例化静态内部类对象的模板是:? 外部类类名.内部类类名 *** = new 外部类类名.内部类类名()

实例化非静态内部类对象的模板是:外部类类名.内部类类名 *** = 外部类对象名.new 内部类类名()

?

1>>实例化非静态内部类Bean1

java代码 :

Test test = new Test();
?? Test.Bean1 b1 = test.new Bean1();
?? b1.I++;

总共3行代码,是不是很简单呢。

2>>实例化静态内部类Bean2

java代码:

?Test.Bean2 b2 = new Test.Bean2();
?? b2.j++;

3>>实例化非静态内部类Bean3

Bean bean = new Bean();
????Bean.Bean3 b3 =? bean.new Bean3();
????System.out.println(b3.k++);

?

总结:通过new方式产生内部类的实例化对象实现起来比较简单,也很轻易理解,假如要深层次了解其产生,请用下面讲解的方式,反射。

2.反射

1>>反射产生非静态内部类Bean1的实例化对象

java代码:

try {
????Class<?> cla2 = Class.forName("com.lovo.nio.Test$Bean1");
???} catch (ClassNotFoundException e) {
????// TODO Auto-generated catch block
????e.printStackTrace();
???}

解析:我们知道,内部类的class文件是以"外部类$内部类.class"的形式存在的,所以获取Class对象的时候,必须使用forName("包名+外部类$内部类")的形式才能得到Class对象

得到Class对象cla2后,肯定有人会说用下面的方法得到Bean1的实例化对象:

Bean1 b6 = (Bean1)cla2.newInstance();
????运行上述代码,出现异常:InstantiationException,查看Java API文档,下面引用其原话:

当应用程序试图使用 Class 类中的 newInstance 方法创建一个类的实例,而指定的类对象无法被实例化时,抛出该异常。实例化失败有很多原因,包括但不仅限于以下原因:

  • 类对象表示一个抽象类、接口、数组类、基本类型、void
  • 类没有非 null 构造方法

在这里的原因是:Bean1的构造方法不公然,意思就是说,他的构造方法不是public的,不能通过newInstance()方式产生他的实例化对象。

那么我们是否可以查看其是什么访问修饰符的构造方法呢?答案是可以的,可以通过以下方式得到:

Constructor<?>[] c = cla2.getDeclaredConstructors();
????int i = c[0].getModifiers();
????//得到访问修饰符
????String str = Modifier.toString(i);
????System.out.println(str+" aaaaaaaaa");????? //留意:此处的aaaaaaaaaaa仅表示有这个输出

?运行以上代码,输出“?? aaaaaaaaa”,可以看出并没有输出str,实际上已经输出了,就是default,default在Java中可以省略不写的。现在该明白了吧!~

那要如何才能实例化他的内部类对象呢,刚才我们说过,要实例化非静态的内部类对象,必须先实例化外部类的对象,可是我们任然没有实例化外部类的对象。我们查看JAVA PAI文档,发现Constructor类有一个方法,newInstance(Object...?initargs),于是我们想到下面这种方式来构建:

?//反射产生非静态内部类Bean1的实例化对象
???try {
????Class<?> cla2 = Class.forName("com.lovo.nio.Test$Bean1");
//????Bean1 b6 = (Bean1)cla2.newInstance();
//????System.out.println(b6);
????Constructor<?>[] c = cla2.getDeclaredConstructors();
????int i = c[0].getModifiers();
????//得到访问修饰符
????String str = Modifier.toString(i);
????System.out.println(str+" aaaaaaaaa");
????Bean1 bean1 = (Bean1)c[0].newInstance(new Test());
????System.out.println(bean1.I++);
???} catch (ClassNotFoundException e) {
????// TODO Auto-generated catch block
????e.printStackTrace();
???} catch (IllegalArgumentException e) {
????// TODO Auto-generated catch block
????e.printStackTrace();
???} catch (InstantiationException e) {
????// TODO Auto-generated catch block
????e.printStackTrace();
???} catch (IllegalAccessException e) {
????// TODO Auto-generated catch block
????e.printStackTrace();
???} catch (InvocationTargetException e) {
????// TODO Auto-generated catch block
????e.printStackTrace();
???}

?? 运行以上代码,正常。

?2>>反射产生静态内部类Bean2的实例化对象

?Java代码:

//反射产生静态内部类Bean2的实例化对象
???try {
????// 初始化Bean2?
????????? Class<?> cla = null;
????cla = Class.forName("com.lovo.nio.Test$Bean2");
????Bean2 bean2 = (Bean2)cla.newInstance();
????System.out.println(bean2.j++);
???} catch (ClassNotFoundException e1) {
????// TODO Auto-generated catch block
????e1.printStackTrace();
???} catch (InstantiationException e) {
????// TODO Auto-generated catch block
????e.printStackTrace();
???} catch (IllegalAccessException e) {
????// TODO Auto-generated catch block
????e.printStackTrace();
???}
???解析:

?首先来看看static的相关知识:

static内部类意味着: ?
? ? ? ? (1) ? 为创建一个static内部类的对象,我们不需要一个外部类对象。 ?
? ? ? ? (2) ? 不能从static内部类的一个对象中访问一个外部类对象. ?
? ? ? ? ? 倘若为了创建内部类的对象而不需要创建外部类的一个对象,那么可将所有东西都设为static。为了能正常工作,同时也必须将内部类设为static。 ?
? ? ? ? ? 此外,也可考虑用一个static内部类容纳自己的测试代码。
?

在这里我们同样可以使用上面的方法获取他的构造方法的修饰符,也是default的,(静态内部类是有构造方法的,而且是无参的构造方法).

java代码:

try {
????
????// 初始化Bean2?
????????? Class<?> cla = null;
????cla = Class.forName("com.lovo.nio.Test$Bean2");
????Bean2 bean2 = (Bean2)cla.newInstance();
????Constructor<?>[] cs = cla.getDeclaredConstructors();
//????Modifier.toString(cs[0]);
????System.out.println("******************");

??? System.err.println(cs.length);
????System.out.println(cs[0].getModifiers());
????System.out.println("******************");

????System.out.println(bean2.j++);
???} catch (ClassNotFoundException e1) {
????// TODO Auto-generated catch block
????e1.printStackTrace();
???} catch (InstantiationException e) {
????// TODO Auto-generated catch block
????e.printStackTrace();
???} catch (IllegalAccessException e) {
????// TODO Auto-generated catch block
????e.printStackTrace();
???}

运行以上代码,红色部分代码输出:

******************
1

******************

可以看出,有一个默认的(方法修饰符没写的,不是没有方法修饰符)构造方法。

假如我们要使用反射产生Bean2的实例化对象的话,只能用getDeclaredConstructors()方法。如上面的代码所示。

?3>>反射产生 外部类的内部类Bean3 的实例化对象

分析:要产生外部类的内部类的实例化对象,则要先产生外部类的实例化对象。再通过getClass()方法得到外部类的实例化对象的Class对象,再通过getClasses()方法得到外部类的所有公共类和接口,包括内部类。

Java代码:

try {
??????Class<?> c3 = bean.getClass();
??????Class<?>[] cl = c3.getClasses();
//??????Bean3 b4 = (Bean3)c3.newInstance();
//??????System.out.println(b4);
??????//使用反射产生Bean3实例化对象
??????Constructor<?>[] cc = cl[0].getDeclaredConstructors();
??????//获取构造方法的个数,用以判定其构造方法是否是公共的,假如直接通过c3.newInstance()方法来实例化Bean3的话,则会包异常:java.lang.ClassCastException
??????System.out.println(cc.length);
??????Bean3 bb = (Bean3)cc[0].newInstance(new Bean());
??????System.out.println(bb.k++);
?????} catch (IllegalArgumentException e) {
??????// TODO Auto-generated catch block
??????e.printStackTrace();
?????} catch (InstantiationException e) {
??????// TODO Auto-generated catch block
??????e.printStackTrace();
?????} catch (IllegalAccessException e) {
??????// TODO Auto-generated catch block
??????e.printStackTrace();
?????} catch (InvocationTargetException e) {
??????// TODO Auto-generated catch block
??????e.printStackTrace();
?????}

?

最后关于反射的一点点总结:

1.Java的反射是Java类的“自审”,可以通过反射探知类的结构,比如,获得类的属性,方法,修饰符,返回类型。是在程序运行时动态的天生的,那么有人会问,既然可以的到类的属性,方法等,那么是否可以增加或者删除它的属性或者方法呢?答案是否定的,由于Java是静态语言,不是动态语言,那么就不能修改类的属性,方法,只能探知类的属性,方法等。

2.既然可以通过反射得到类的属性及其父类的属性,方法等以及实现的接口的相关内容,那么是否可以通过接口得到他的实现类的属性,方法呢?答案是否定的,由于在子类中有个关键字implements,是通过他得到类所实现的接口,但是假如要通过接口得到子类的相关内容,是行不通的,由于在接口中没有任何与实现类相关联的代码(比如关键字)。

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