反射、枚举以及lambda表达式

1。反射

Java的反射机制在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法。对任意对象，都能调用它的任意方法和变量。

1.1用途

1. 可以查看某个类的所有属性和方法包括私有的
2. 反射最重要的用途就是开发各种通用框架

1.2反射基本信息

​ Person p = new Student()

• p在编译时类型为Person
• p在运行时类型为Student

1.3反射相关的类

类名	用途
Class类	代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口
Field类	代表类的成员变量/类的属性
Method类	代表类的方法
Constructor类	代表类的构造方法

1.4Class类

代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口 ，反射机制用.class文件在JVM生成的对象去获得甚至去添加改变这个类的属性和动作。

Class类中的相关方法

方法	用途
getClassLoader()	获得类的加载器
getDeclaredClasses()	返回一个数组，数组中包含该类中所有类和接口类的对象(包括私有的)
forName(String className)	根据类名返回类的对象
newInstance()	创建类的实例
getName()	获得类的完整路径名字

常用获得类中属性相关的方法

方法	用途
getField(String name)	获得某个公有的属性对象
getFields()	获得所有公有的属性对象
getDeclaredField(String name)	获得某个属性对象
getDeclaredFields()	获得所有属性对象

获得类中注解相关的方法

方法	用途
getAnnotation(Class annotationClass)	返回该类中与参数类型匹配的公有注解对象
getAnnotations()	返回该类所有的公有注解对象
getDeclaredAnnotation(Class annotationClass)	返回该类中与参数类型匹配的所有注解对象
getDeclaredAnnotations()	返回该类所有的注解对象

获得类中构造器相关的方法

方法	用途
getConstructor(Class...<?> parameterTypes)	获得该类中与参数类型匹配的公有构造方法
getConstructors()	获得该类的所有公有构造方法
getDeclaredConstructor(Class...<?> parameterTypes)	获得该类中与参数类型匹配的构造方法
getDeclaredConstructors()	获得该类所有构造方法

获得类中方法相关的方法

方法	用途
getMethod(String name, Class...<?> parameterTypes)	获得该类某个公有的方法
getMethods()	获得该类所有公有的方法
getDeclaredMethod(String name, Class...<?> parameterTypes)	获得该类某个方法
getDeclaredMethods()	获得该类所有方法

1.5获得Class对象的三种方式

1. 使用 Class.forName(“类的全路径名”); 静态方法。（前提：已明确类的全路径名。）
2. 使用 .class 方法。（仅适合在编译前就已经明确要操作的 Class）
3. 使用类对象的 getClass() 方法

class Student{

}
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //1.通过getClass获取Class对象
        Student s1 = new Student();
        Class c1 = s1.getClass();
        //2.直接通过 类名.class 的方式得到,该方法最为安全可靠，程序性能更高
        //这说明任何一个类都有一个隐含的静态成员变量 class
        Class c2 = Student.class;
       // 3、通过 Class 对象的 forName() 静态方法来获取，用的最多，但可能抛出 ClassNotFoundException 异常
        Class c3 = null;
        try {
            //注意这里是类的全路径，如果有包需要加包的路径
			c3 = Class.forName("Student");
       } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
       }
        //一个类在 JVM 中只会有一个 Class 实例,即我们对上面获取的
        //c1,c2,c3进行 equals 比较，发现都是true
        System.out.println(c1.equals(c2));
        System.out.println(c1.equals(c3));
        System.out.println(c2.equals(c3));
   }
}

1.6反射的使用

注意：所有和反射相关的包都在 import java.lang.reflect 包下面。

public class Test {
    public static void reflectNewInstance(){
        try {
            //使用 Class.forName获得class对象
            Class<?> c1 = Class.forName("reflectdemo.Student");
			//创建类的实例
            Student s = (Student) c1.newInstance();
            System.out.println(s);
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (InstantiationException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

    }
    public static void reflectPrivateField(){
        try {
            //使用 Class.forName获得class对象
            Class<?> c1 = Class.forName("reflectdemo.Student");
            //获得name属性对象
            Field field = c1.getDeclaredField("name");
            //设置为true后可修改访问权限
            field.setAccessible(true);

            Student s = (Student) c1.newInstance();
            field.set(s,"poll");

            System.out.println(s);

        } catch (ClassNotFoundException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (InstantiationException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
    public static void reflectPrivateConstructor(){
        try {
            //使用 Class.forName获得class对象

            Class<?> c1 = Class.forName("reflectdemo.Student");
            //注意传入对应的参数
            Constructor<Student> constructor = (Constructor<Student>) c1.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
            
            constructor.setAccessible(true);

            Student student = constructor.newInstance("zhangsan",22);
            System.out.println(student);

        } catch (ClassNotFoundException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (InvocationTargetException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (InstantiationException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
    public static void reflectPrivateMethod(){
        try {
            Class<?> c1 = Class.forName("reflectdemo.Student");
            Method method = c1.getDeclaredMethod("function",String.class);
            method.setAccessible(true);
            Student student = (Student) c1.newInstance();
            method.invoke(student, "我是一个参数。。。。");



        } catch (ClassNotFoundException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (InvocationTargetException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (InstantiationException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

    }

1.7反 射 优 点 和 缺 点

优点：

• 可以调用任意一个类的所有属性和方法
• 增加程序的灵活性和扩展性，降低耦合性，提高自适应能力
• 反射已经运用要很多流行框架

缺点：

• 使用反射会有效率问题。会导致程序效率降低。
• 反射技术绕过了源代码的技术，因而会带来维护问题。反射代码比相应的直接代码更复杂 。

2.枚举

它允许一个变量从一组预先定义好的值（枚举值）中的一个进行定义，使其能够更好统一管理

2.1使用

switch语句

常见方法

方法名称	描述
values()	以数组形式返回枚举类型的所有成员
ordinal()	获取枚举成员的索引位置
valueOf()	将普通字符串转换为枚举实例
compareTo()	比较两个枚举成员在定义时的顺序

重要：枚举的构造方法默认是私有的

2.2优缺点

优点：

• 枚举常量更简单安全 。
• 枚举具有内置方法 ，代码更优雅

缺点：

• 不可继承，无法扩展

2.3枚举和反射

枚举是否可以通过反射，拿到实例对象？

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Class<?> c1 = Class.forName("enumdemo.TestEnum");
            Constructor<?> constructor =
                    c1.getDeclaredConstructor(int.class,String.class);
            constructor.setAccessible(true);
            TestEnum testEnum = (TestEnum)constructor.newInstance(9,"WHITEBLACK");
            System.out.println(testEnum);
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (InvocationTargetException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (InstantiationException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

    }
}

执行上面那段代码时居然报错了

异常信息：java.lang.NoSuchMethodException: enumdemo.TestEnum.(int,java.lang.String)表明没有找到对应的构造方法，而我们所给的构造方法参数为String和Integer。原因是所有的枚举类都继承于ava.lang.Enum不仅要完成自己构造的方法，还要实现父类的构造方法，而且枚举比较特殊，虽然我们写的构造方法是两个，她默认还添加了两个参数

protected Enum(String name, int ordinal) {
     this.name = name;
     this.ordinal = ordinal;
}

我们应在给4个参数

public static void main(String[] args) {
        try {
            Class<?> c1 = Class.forName("enumdemo.TestEnum");
            Constructor<?> constructor =
                    c1.getDeclaredConstructor(String.class,int.class,int.class,String.class);
            constructor.setAccessible(true);
            TestEnum testEnum = (TestEnum)constructor.newInstance(9,"WHITEBLACK");
            System.out.println(testEnum);
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (InvocationTargetException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (InstantiationException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

    }

而此时还有错误，实际这就是最终答案枚举过滤通过反射获取枚举的实例，不能通过反射获取枚举类的实例！

3.Lambda表达式

基本语法: (parameters) -> expression 或 (parameters) ->{ statements; }

3.1函数式接口

一个接口有且只有一个抽象方法 ，

如果在接口上声明了@FunctionalInterface注释，编译器会自动检测

3.2基本使用

@FunctionalInterface
interface IA{
    void test();
//    void test2();
    default void test2(){}
    public static void test3(){}

}
//无返回值无参数
@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {
    void test();
}
//无返回值一个参数
@FunctionalInterface
interface OneParameterNoReturn {
    void test(int a);
}

//无返回值多个参数
@FunctionalInterface
interface MoreParameterNoReturn {
    void test(int a, int b);
}
//有返回值无参数
@FunctionalInterface
interface NoParameterReturn {
    int test();
}

//有返回值一个参数
@FunctionalInterface
interface OneParameterReturn {
    int test(int a);
}
//有返回值多参数
@FunctionalInterface
interface MoreParameterReturn {
    int test(int a,int b);
}
public class Test {

     public static void main9(String[] args) {
        OneParameterNoReturn oneParameterNoReturn = (int a) -> {
            System.out.println(a);
        };
        OneParameterNoReturn oneParameterNoReturn1 =(a) -> System.out.println(a);
        oneParameterNoReturn1.test(10);
    }

}

3.2语法精简

1. 参数类型可以省略，如果需要省略，每个参数的类型都要省略。
2. 参数的小括号里面只有一个参数，那么小括号可以省略
3. 如果方法体当中只有一句代码，那么大括号可以省略
4. 如果方法体中只有一条语句，且是return语句，那么大括号可以省略，且去掉return关键字。

3.3变量捕获

public static void main3(String[] args) {
        int count = 10;
        MoreParameterNoReturn moreParameterNoReturn = (int a,int b) -> {
            System.out.println(count);//编译出错
            System.out.println(a+b);
        };
//        count = 99; 
    }

匿名内部类的变量捕获，代码中count这个变量，变量要不被final修饰，要不就是没有修改

3.4Lambda在集合当中的使用

对应的接 口	新增的方法
Collection	removeIf() spliterator() stream() parallelStream() forEach()
List	replaceAll() sort()
Map	getOrDefault() forEach() replaceAll() putIfAbsent() remove() replace() computeIfAbsent() computeIfPresent() compute() merge()

3.5Collection接口

forEach() 方法演示

public static void main2(String[] args) {
    ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();
    arrayList.add("abcd");
    arrayList.add("jhjkhjk");
    arrayList.add("hello");

    arrayList.forEach(new Consumer<String>() {
        @Override
        public void accept(String s) {
            System.out.println(s);
        }
    });
}

3.6List接口

sort()方法的演示

 public static void main2(String[] args) {
    ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();
    arrayList.add("abcd");
    arrayList.add("jhjkhjk");
    arrayList.add("hello")
 	arrayList.sort(new Comparator<String>() {
        @Override
        public int compare(String o1, String o2) {
            return o1.compareTo(o2);
        }
    });

    arrayList.sort(((o1, o2) -> o1.compareTo(o2)));
}

3.7Map接口

HashMap的forEach()

public static void main1(String[] args){
        HashMap<String,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("hello",3);
        map.put("abc",5);
        map.put("def",2);
//
//        map.forEach(new BiConsumer<String, Integer>() {
//            @Override
//            public void accept(String s, Integer integer) {
//                System.out.println("key: "+s + " val: "+integer);
//            }
//        });
        map.forEach((key,val)-> System.out.println("key: "+key + " val: "+val));
 }

3.8总结

• Lambda表达式代码简洁，方便函数编程，但可读性变差，不容易调试

• 容易进行并行计算

• 非并行计算中，很多计算未必有传统的 for 性能要高