Java-面向对象-包、反射

什么是包（Package）？

包的分类

内置包（Java API）

用户自定义包

包的命名规则

使用包（import）

如何创建和使用自定义的包

什么是反射？

反射能干什么

反射的核心类（都在 java.lang.reflect 和 java.lang 包中）

反射的常见用法

获取Class对象的三种方式

 获取类名、包名、父类、接口

获取字段 并访问私有字段

获取方法并调用

获取构造器并创建对象

反射的缺点

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什么是包（Package）？

包是Java中一种逻辑分组机制，类似于一个文件夹。Java中的类、接口都可以放在包中，多个相关的类/接口可以放在同一个包里。

package com.example.student;

public class Student {
    // 类的实现
}

如，上面的student类就属于com.example.student包。

包的分类

• 内置包（Java API）

1. java.lang：基本类，如 String、Math、Object（默认导入）

2. java.util：集合框架、日期、工具类

3. java.io：输入输出相关类

4. java.net：网络编程相关类

• 用户自定义包

可以自己创建包，讲类组织起来：

package myapp.utils;

public class Helper {
    // 辅助方法
}

包的命名规则

• 通常以反域名的方式命名，如：com.example.project

• 使用小写字母

• 避免使用Java的保留字

注意：Java源文件的包名，一定要和文件的目录结构保持一致！！！

假设我写了一个类：

package com.example.utils;

public class Tool {
    // 工具类
}

那么它的文件就必须放在下面目录结构中：

项目目录/
└── com/
    └── example/
        └── utils/
            └── Tool.java

当javac Tool.java被编译后的字节码Tool.class也会被放在：

com/
└── example/
    └── utils/
        └── Tool.class

如果你把上面的 Tool.java 放在根目录下，而它的包名还是 com.example.utils，那么编译时就会报错：

Tool.java:1: 错误: 程序包 com.example.utils 不存在
package com.example.utils;

除非你自己用命令行指定好 classpath 和目录结构，但一般来说，目录结构必须与包名完全对应。

使用包（import）

• 导入单个类

import java.util.ArrayList;

• 导入整个包

import java.util.*;

• 无需导入的包

java.lang 包是默认导入的，比如 String, System, Math 等类可以直接使用。

如何创建和使用自定义的包

在 animals 包中加入一个接口（interface）：

/* 文件名: Animal.java */
package animals;
 
interface Animal {
   public void eat();
   public void travel();
}

在同一个包中加入该接口的实现：

package animals;
 
/* 文件名 : MammalInt.java */
public class MammalInt implements Animal{
 
   public void eat(){
      System.out.println("Mammal eats");
   }
 
   public void travel(){
      System.out.println("Mammal travels");
   } 
 
   public int noOfLegs(){
      return 0;
   }
 
   public static void main(String args[]){
      MammalInt m = new MammalInt();
      m.eat();
      m.travel();
   }
}

什么是反射？

反射是 Java 提供的一种机制，它允许程序在运行时查看和操作类的结构。

反射能干什么

功能	说明
获取类的信息	包括类名、包名、继承关系、修饰符等
获取成员	字段（Field）、方法（Method）、构造器（Constructor）
动态创建对象	通过构造器或无参构造方法创建
动态调用方法	运行时决定调用哪个方法
修改字段值	哪怕是私有字段，也能访问和修改

反射的核心类（都在 java.lang.reflect 和 java.lang 包中）

类/接口	用途
Class<T>	表示类或接口本身，是反射的入口
Field	表示类中的字段（成员变量）
Method	表示类中的方法
Constructor	表示类中的构造函数
Modifier	提供修饰符信息，如 public/private

反射的常见用法

• 获取Class对象的三种方式

// 方法1：通过类名.class
Class<?> clazz1 = Person.class;

// 方法2：通过对象实例
Person p = new Person();
Class<?> clazz2 = p.getClass();

// 方法3：通过全类名
Class<?> clazz3 = Class.forName("com.example.Person");

•  获取类名、包名、父类、接口

System.out.println(clazz1.getName()); // 类的全名
System.out.println(clazz1.getPackage()); // 包
System.out.println(clazz1.getSuperclass()); // 父类
System.out.println(Arrays.toString(clazz1.getInterfaces())); // 实现的接口

• 获取字段 并访问私有字段

Field field = clazz1.getDeclaredField("name");
field.setAccessible(true); // 关闭访问检查
field.set(p, "张三"); // 给 p 的 name 字段赋值
System.out.println(field.get(p)); // 获取 p 的 name 字段

• 获取方法并调用

Method method = clazz1.getDeclaredMethod("sayHello", String.class);
method.setAccessible(true); // 可访问私有方法
method.invoke(p, "小明"); // 调用方法，参数是对象和实际参数

• 获取构造器并创建对象

Constructor<?> constructor = clazz1.getConstructor(String.class, int.class);
Object obj = constructor.newInstance("李四", 25);

反射的缺点

• 性能较低：反射涉及大量的运行时操作，性能开销比直接代码大。

• 安全问题：可以访问私有字段，破坏封装。

• 不易维护：反射代码可读性差，易出错。