数据结构—(java)反射，枚举，lambda表达式

反射

反射的定义：

java的反射机制是指，在程序的运行状态中，对于任意一个类，可以获取这个类的全部信息（包括，类加载器（后面会学到），构造方法，成员属性，成员方法等。）对于任意一个对象，我们也能够调用其属性与方法进行修改信息，这种动态地获取信息与动态地调用对象的机制，我们称为反射机制。

反射相关的类：

反射相关的方法：

在Class类中即包含了获取类加载器，创建指定类对象，获取构造方法，属性，成员方法的方法，如下图所示：

反射示例：

获取Class类对象

此处的Class并不是指表示类名的关键字，而是指Class这个具体的类，
因为Class类的构造方法是私有方法，所以不能够直接实例化对象。
我们需要获取Class类对象有三种方式：
第一种：调用对象的getClass方法

        Student student = new Student();//getClass方法也是用c/c++代码实现的Class<Student> c1 = (Class<Student>) student.getClass();

第二种：直接调用类名的class属性

 但是我们并没有在Student中定义class属性//这说明每一个方法都有一个默认的class属性

   Class c2 = Student.class;

第三种：通过class对象的ForName方法来获取

   Class c3 = null ;c3 = Class.forName("reflectDemo.Student");

判断这三个class对象是不是同一个对象。

        System.out.println(c1 ==c2);System.out.println(c1==c3);System.out.println(c2==c3);

结果表明，我们通过三种方式创建的三个Class对象实际上是一个，
注：

实际上是因为任何一个类在JVM中只会被加载一次，所以其所对应的Class对象也
只会被创建一次。如果通过两个不同的类来创建Class对象，则这两个Class对象不一样。

    Class c2 = Dog.class;

结果为：此时c2与c1,c3均不相同。

创建指定类的对象

使用的Student类

public class Student {//私有属性nameprivate String name = "bit"; //公有属性agepublic int age = 18;//不带参数的构造方法public Student(){System.out.println("Student()");}private Student(String name,int age) {this.name = name;this.age = age;System.out.println("Student(String,name)");}private void eat(){System.out.println("i am eat");}public void sleep(){System.out.println("i am pig");}private void function(String str) {System.out.println(str);}@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +
'}';}}

通过反射实例化对象的方法：

  public static void reflectNewInstance() throws   ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException {Class c3 = null ;c3 =     Class.forName("reflectDemo.Student");//要通过c3对象来调用实例化对象的方法Student student1 = (Student) c3.newInstance();System.out.println(student1);}

调用此方法。

 public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException {//通过class对象创建一个学生对象reflectNewInstance();}

反射私有属性：

//简写了
public class Student {//私有属性nameprivate String name = "bit"; //公有属性agepublic int age = 18;

反射私有属性的方法：

public static void reflectPrivateField(){Class c3 = null ;try {c3 =   Class.forName("reflectDemo.Student");Field field =  c3.getDeclaredField("name");//我们可以修改这个私有属性的值field.setAccessible(true);//还需要有一个Student对象，Student student3 = (Student)c3.newInstance();field.set(student3,"张三");System.out.println(student3);} catch (ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();} catch (NoSuchFieldException e) {e.printStackTrace();} catch (InstantiationException e) {e.printStackTrace();} catch (IllegalAccessException e) {e.printStackTrace();}
}

  public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException {reflectPrivateField();}

反射私有方法：

public class Student {
private void eat(String s){System.out.println(s);}}

public static void reflectPrivateMethod(){Class  c4 = null;try {c4 = Class.forName("reflectDemo.Student");//在有参数时一定要加上参数类型的classMethod method = c4.getDeclaredMethod("eat",String.class);Student student4 = (Student) c4.newInstance();method.setAccessible(true);method.invoke(student4, "i am eat");} catch (ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();} catch (NoSuchMethodException e) {e.printStackTrace();} catch (InstantiationException e) {e.printStackTrace();} catch (IllegalAccessException e) {e.printStackTrace();} catch (InvocationTargetException e) {e.printStackTrace();}
}

 public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException {reflectPrivateMethod();}

反射私有的构造方法

public class Student {private Student(String name,int age) {this.name = name;this.age = age;System.out.println("Student(String,name)");}
}

 public static void reflectPrivateConstructor(){Class c3 = null ;try {c3 =     Class.forName("reflectDemo.Student");//调用getConstructor方法，参数为Constructor<Student> constructor =  c3.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);//在获取了构造方法之后呢？constructor.setAccessible(true);//直接调用此构造方法，为对象赋值Student student2 =    constructor.newInstance("张三",15);System.out.println(student2);} catch (ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();} catch (NoSuchMethodException e) {e.printStackTrace();} catch (InvocationTargetException e) {e.printStackTrace();} catch (InstantiationException e) {e.printStackTrace();} catch (IllegalAccessException e) {e.printStackTrace();}}

  public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException {reflectPrivateConstructor();}

枚举

枚举的意义

枚举是将一组常量组织起来，即将这一组常量赋予特殊的意义，用特殊的类型表示它们。
所用的场景为：错误状态码，消息类型，颜色的划分，状态机等等…

枚举类的实现

枚举类有自己特定的关键字即enum,

所有我们自己定义的枚举类均继承于java提供的Enum类。

枚举类的使用：

在类中定义枚举成员：

public enum Myenum {//在自定义的枚举类中定义一些成员Red,Yellow,Blue,Green;
}

获取枚举成员：

public enum Myenum {//在自定义的枚举类中定义一些成员Red,Yellow,Blue,Green;public static void main(String[] args) {
//我们可以通过枚举类名，来直接获取枚举成员，而不需要创建枚举类的对象。System.out.println(Myenum.Blue);}
}

关于枚举类的构造方法：

注：因为枚举类型的构造方法是私有的，所以不能够在其他类中进行
创建对象，但是在枚举类中也不能够创建枚举类对象，

枚举类的使用意义并不在于它的对象，而在于它的枚举成员，其枚举成员可以直接通过类名调用。

Enum类中常用的四个方法：

因为我们定义的枚举类继承于Enum类，所以Enum类中的所有方法均可使用

public static void main(String[] args) {//关于枚举类中方法的使用//1. values方法，用于获取枚举类中所有的枚举成员。//问题：在Enum类中并没有values方法，那么这个方法是从哪里来的？Myenum[] myenums = Myenum.values();for (Myenum myenum2: myenums) {//在获取了每个枚举成员后，开始进行每个枚举成员的索引位// 2. 调用ordinal方法System.out.println(  myenum2  +" "+myenum2.ordinal());}// 3.  valueof方法，将普通的字符串转换成枚举实例？//    System.out.println(Myenum.valueOf("GREEN"));//意思为：如果在枚举类中有此枚举成员，则会返回对应的枚举成员，如果没有则报异常System.out.println("Red");// 4. 第四个方法：compareTo方法//在Enum类中实现了comparable接口，实现了compareTo方法，用于比较两个//枚举成员的索引位置。System.out.println(Red.compareTo(Blue));}

枚举与反射：

我们不能够通过枚举的构造方法来实例化枚举类对象，那么能否通过反射机制来创建枚举类对象呢？
实际上是不行的。
Enum类中的构造方法：

public static void main(String[] args)  {//尝试通过反射进行实例化enum对象Class<?> c1 = null;try {//要注意当父类的构造方法未调用时，子类的构造方法是不能被调用的c1 = Class.forName("enumdemo.Myenum");//枚举类不能够通过反射类进行创建。//在指定的类的具有父类时，也应该加上父类形参类型的.class属性Constructor  constructor=   c1.getDeclaredConstructor(String.class,int.class,int.class,String.class);//获取了相应的构造方法后constructor.setAccessible(true);Myenum myenum = (Myenum) constructor.newInstance(2,"hong");} catch (ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();} catch (NoSuchMethodException e) {e.printStackTrace();} catch (InvocationTargetException e) {e.printStackTrace();} catch (InstantiationException e) {e.printStackTrace();} catch (IllegalAccessException e) {e.printStackTrace();}}

运行结果：

lambda表达式

函数式接口：

如果一个接口中只有一个抽象方法，则此接口称为函数式接口。
lambda表达式可代替函数式接口的实现，直接将lambda表达式赋给接口类型的变量。

lambda表达式的语法：

如 ： (parameters) -> expression 或 (parameters) ->{ statements; }
. paramaters：类似方法中的形参列表，这里的参数是函数式接口里的参数。这里的参数类型可以明确的声明
也可不声明而由JVM隐含的推断。另外当只有一个推断类型时可以省略掉圆括号。
2. ->：可理解为“被用于”的意思
3. 方法体：可以是表达式也可以代码块，是函数式接口里方法的实现。代码块可返回一个值或者什么都不反
回，这里的代码块块等同于方法的方法体。如果是表达式，也可以返回一个值或者什么都不返回。

lambda表达式的使用：

interface NoParameterNoReturn{//无参且无返回值void test();
}
interface OneParameterNoReturn{//有一个参数无返回值void test(int a);
}
interface MultipleParameterNoReturn{//有多个参数无返回值void test(int a,int b);
}
interface NoParameterReturn{//无参且有返回值int test();
}
interface OneParameterReturn{//有一个参数有返回值int  test(int a);
}
interface MultipleParameterReturn{//有多个参数有返回值int  test(int a,int b);
}public static void main(String[] args) {//Lambda表达式可用于实现只有一个抽象方法的接口。//先实现无返回值无参数的接口NoParameterNoReturn noParameterNoReturn1 = new NoParameterNoReturn() {@Overridepublic void test() {System.out.println("调用无返回值无参数方法");}};//直接调用方法noParameterNoReturn1.test();//我们采用lambda表达式，直接赋给noParameterNoReturns变量NoParameterNoReturn noParameterNoReturn2 = ()->{ System.out.println("调用无返回值无参数方法");};noParameterNoReturn2.test();}

此两种方式效果相同。

 public static void main(String[] args) {//调用一个无参有返回值的方法NoParameterReturn noParameterReturn = ()->10;  //可以不写return 关键字，直接写数值或语句System.out.println(noParameterReturn.test());}

关于lambda表达式语法精简的问题：

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。

java集合类与lambda表达式的使用问题：

public static void main(String[] args) {//举例：ArrayList中的forEach语句ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();arrayList.add(10);arrayList.add(20);arrayList.add(15);//遍历数组可以用迭代器，foreach语句等，也可以采用arrayList本身的方法//accept是接口中的抽象方法，将其重写//方法1：直接创建匿名内部类调用。arrayList.forEach(new Consumer<Integer>() {@Overridepublic void accept(Integer integer) {System.out.println(integer);}});// 方法2：通过lambda表达式//当我们这样编写时，代码很简洁，但是可读性比较差。arrayList.forEach((a)->{System.out.println(a);});}

 public static void main(String[] args) {//举例： List中的sort方法ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();arrayList.add(10);arrayList.add(20);arrayList.add(15);/* arrayList.sort(new Comparator<Integer>() {@Overridepublic int compare(Integer o1, Integer o2) {return o1.compareTo(o2);}});*/// System.out.println(arrayList);arrayList.sort(((o1, o2) -> {return o1.compareTo(o2);}));System.out.println(arrayList);}

注：

      Lambda表达式的优点是代码简洁，编写方便，缺点，代码可读性变差，不容易调试

变量捕获：

    //变量捕获是指在匿名内部类，或lambda表达式中，所使用的变量在此之前与之后不能被修改，或者此变量被final修饰

困惑：

问题：

1. Enum中并没有value方法，为什么在自定义的enum类中可以使用这个方法？
2. 为什么匿名内部类与lambda表达式中用到的变量必须被final修饰或者在使用之前与之后不能被修改？
3. 我们不能通过枚举的构造方法来创建其对象，也不能通过反射类来创建对象，那么此构造方法还有什么意义？
4. 什么是类加载器，它是物理的，还是概念的？软件的？
5. 枚举成员可以通过类名调用，它存放在哪里？答：存放在常量池（也被称为静态区或方法区）当中。