Java 高级特性” 体系（反射 + 枚举 + Lambda）

1.反射1.1 定义Java的反射reflection机制是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不用new不用知道类名也能操作类。1.2 用途框架底层核心Spring、MyBatis 全靠反射动态加载类、动态调用方法突破私有访问限制1.3 反射基本信息Java程序中许多对象在运行时会出现两种类型运行时类型 和 编译时类型例如Person p new Student()这句代码中p在编译时类型为Person运行时类型为Student。程序需要在运行时发现对象和类的真实信息。而通过使用反射程序就能判断出该对象和类属于哪些类。1.4 反射相关的类类名用途链接文档Class类类的实体在运行的Java应用程序中表示类和接口Class | API reference | Android DevelopersField类类的成员变量/类的属性Field | API reference | Android DevelopersMethod类类的方法Method | API reference | Android DevelopersConstructor类类的构造方法Constructor | API reference | Android Developers1.5 反射示例1.51获得Class对象的三种方式第一种使用 Class.forName(“类的全路径名”); 静态方法。前提已明确类的全路径名。第二种使用 .class 方法。说明仅适合在编译前就已经明确要操作的 Class第三种使用类对象的 getClass() 方法package test; public class demo5 { static class Student{ } 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(test.demo5.Student); ❌ c3 Class.forName(test.demo5$Student);✅ } catch (ClassNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } //一个类在 JVM 中只会有一个 Class 实例,即我们对上面获取的 //c1,c2,c3进行 equals 比较发现都是true System.out.println(c1.equals(c2)); System.out.println(c1.equals(c3)); System.out.println(c2.equals(c3)); } }获取方式语法特点适用场景对象.getClass()s1.getClass()必须先创建对象运行时获取已经有对象需要获取类信息类名.classStudent.class不需要创建对象编译期获取性能最高、最安全编译期就知道类名静态获取Class.forName()Class.forName(全类名)动态加载只需要类名字符串可配置框架动态加载类、配置文件指定类名 为什么test.demo5.Student是错的test.demo5$Student是对的这是静态内部类的全限定名规则.符号只代表「包层级」test.demo5.Student会被 JVM 理解为test包 →demo5包 →Student类但你的demo5不是包是外部类Student是demo5里的静态内部类所以 JVM 根本找不到这个类直接抛异常ClassNotFoundException。$符号代表「内部类」Java 规定内部类包括静态内部类的全限定名必须用$分隔外部类和内部类编译后静态内部类会生成独立的字节码文件demo5$Student.classforName就是根据这个文件名加载类的所以正确写法是test.demo5$Student表示test包下demo5类的内部类Student.1.6反射优点和缺点优点对于任意一个类都能够知道这个类的所有属性和方法对于任意一个对象都能够调用它的任意一个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在了很多流行框架如Struts、Hibernate、Spring 等等。缺点1.使用反射会有效率问题。会导致程序效率降低.2.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2.1 定义枚举是一组固定不变的常量用来代替大量public static final常量代码更简洁、更安全。本质是 java.lang.Enum 的子类也就是说自己写的枚举类就算没有显示的继承 Enum 但是其默认继承了这个类。2.2 使用2.2.1.sitch语句package test; public class demo6 { public enum TestEnum { RED,BLACK,GREEN,WHITE,hhh; public static void main(String[] args) { TestEnum testEnum2 TestEnum.hhh; switch (testEnum2) { case RED: System.out.println(red); break; case BLACK: System.out.println(black); break; case WHITE: System.out.println(WHITE); break; case GREEN: System.out.println(black); break; default: System.out.println(不是颜色); } } } }2.2.2、常用方法Enum 类的常用方法方法名称描述遍历方法values()以数组形式返回枚举类型的所有成员遍历所有枚举ordinal()获取枚举成员的索引位置获取枚举序号valueOf()将普通字符串转换为枚举实例字符串转枚举compareTo()比较两个枚举成员在定义时的顺序枚举比较package test; public class demo7{ public enum TestEnum { RED, BLACK, GREEN, WHITE; public static void main(String[] args) { TestEnum[] testEnum2 TestEnum.values(); for (int i 0; i testEnum2.length; i) { System.out.println(testEnum2[i] testEnum2[i].ordinal()); } System.out.println(); System.out.println(TestEnum.valueOf(GREEN)); System.out.println(); TestEnum testEnum TestEnum.BLACK; TestEnum testEnum21 TestEnum.RED; System.out.println(testEnum.compareTo(testEnum21)); System.out.println(BLACK.compareTo(RED)); System.out.println(RED.compareTo(BLACK)); } } }2.3 枚举优点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1.不可继承无法扩展为什么枚举实现单例模式是安全的与他们三个有关系吗枚举天生就是单例而且是 Java 中最安全、最优雅的单例实现没有之一。枚举实例在 JVM 中天然是单例且全局唯一枚举里的每个常量本质都是public static final的在类加载阶段就初始化由 JVM 保证只会存在一个实例。构造方法天然私有外部无法通过 new 创建对象枚举的构造器默认就是 private而且编译器不允许我们把它改成 public从根源上杜绝了手动实例化。可以防止反射攻击普通单例可以通过反射暴力调用私有构造方法从而破坏单例但 JVM 对枚举做了特殊处理反射无法通过 new Instance 创建枚举对象会直接抛出异常因此单例不会被破坏。可以防止序列化破坏单例普通 Java 对象序列化再反序列化时会创建一个新对象而枚举序列化时只传输名字反序列化时通过valueOf()找原有常量不会产生新实例依然保持单例。天然线程安全因为是在类加载阶段初始化不存在多线程并发问题不需要加锁也不需要做双重校验。和枚举直接相关它本身就是用枚举特性实现的。和反射强相关普通单例会被反射破坏枚举不会。和Lambda 基本无关Lambda 只是函数式写法不影响单例安全。3.Lambda表达式3.1 是什么简化的匿名内部类写法专门用于函数式接口只有一个抽象方法的接口。(参数) - { 代码体 }//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); }3.2 Lambda表达式的基本使用package test; // 1. 无参数无返回值 函数式接口 FunctionalInterface interface NoParameterNoReturn { void test(); } // 2. 一个参数无返回值 函数式接口 FunctionalInterface interface OneParameterNoReturn { void test(int a); } // 3. 多个参数无返回值 函数式接口 FunctionalInterface interface MoreParameterNoReturn { void test(int a, int b); } // 4. 无参数有返回值 函数式接口 FunctionalInterface interface NoParameterReturn { int test(); } // 5. 一个参数有返回值 函数式接口 FunctionalInterface interface OneParameterReturn { int test(int a); } // 6. 多个参数有返回值 函数式接口 FunctionalInterface interface MoreParameterReturn { int test(int a, int b); } public class demo8 { public static void main(String[] args) { // 1. 无参无返回 NoParameterNoReturn noParameterNoReturn () - { System.out.println(无参数无返回值); }; noParameterNoReturn.test(); // 2. 单参无返回 OneParameterNoReturn oneParameterNoReturn (int a) - { System.out.println(一个参数无返回值 a); }; oneParameterNoReturn.test(10); // 3. 多参无返回 MoreParameterNoReturn moreParameterNoReturn (int a, int b) - { System.out.println(多个参数无返回值 a b); }; moreParameterNoReturn.test(20, 30); // 4. 无参有返回 NoParameterReturn noParameterReturn () - { System.out.println(有返回值无参数); return 40; }; int ret noParameterReturn.test(); System.out.println(ret); // 5. 单参有返回 OneParameterReturn oneParameterReturn (int a) - { System.out.println(有返回值有一个参数); return a; }; ret oneParameterReturn.test(50); System.out.println(ret); // 6. 多参有返回 MoreParameterReturn moreParameterReturn (int a, int b) - { System.out.println(有返回值多个参数); return a b; }; ret moreParameterReturn.test(60, 70); System.out.println(ret); } }3.3. 语法精简public static void main(String[] args) { MoreParameterNoReturn moreParameterNoReturn ( a, b)-{ System.out.println(无返回值多个参数省略参数类型a b); }; moreParameterNoReturn.test(20,30); OneParameterNoReturn oneParameterNoReturn a -{ System.out.println(无参数一个返回值,小括号可以胜率 a); }; oneParameterNoReturn.test(10); NoParameterNoReturn noParameterNoReturn ()-System.out.println(无参数无返回值方法体中只有一行代码); noParameterNoReturn.test(); //方法体中只有一条语句且是return语句 NoParameterReturn noParameterReturn ()- 40; int ret noParameterReturn.test(); System.out.println(ret); }3.4 Lambda在集合当中的使用接口名称新增方法核心作用CollectionforEach()遍历集合支持 Lambda 表达式removeIf(Predicate? super E filter)根据条件批量删除元素stream()获取集合的顺序流Stream用于流式操作parallelStream()获取集合的并行流提升大数据量处理效率spliterator()获取可分割迭代器用于并行遍历ListreplaceAll(UnaryOperatorE operator)对集合中所有元素执行统一操作批量替换sort(Comparator? super E c)直接在 List 上排序无需额外创建数组MapK,VgetOrDefault(Object key, V defaultValue)键不存在时返回默认值避免空指针forEach(BiConsumer? super K,? super V action)遍历 Map支持 Lambda 处理键值对replaceAll(BiFunction? super K,? super V,? extends V function)批量更新 Map 中所有值putIfAbsent(K key, V value)键不存在时才插入存在则不覆盖remove(Object key, Object value)仅当键值对完全匹配时才删除replace(K key, V value)/replace(K key, V oldValue, V newValue)替换指定键的值支持新旧值校验computeIfAbsent(K key, Function? super K,? extends V mappingFunction)键不存在时计算并插入新值computeIfPresent(K key, BiFunction? super K,? super V,? extends V remappingFunction)键存在时计算并更新值compute(K key, BiFunction? super K,? super V,? extends V remappingFunction)无论键是否存在直接计算并更新值merge(K key, V value, BiFunction? super V,? super V,? extends V remappingFunction)合并新旧值灵活处理键值对3.5 代码展示Collection中的 forEach() 方法演示package test; import java.util.ArrayList; import java.util.function.Consumer; public class demo10 { public static void main(String[] args) { ArrayListString list new ArrayList(); list.add(Hello); list.add(西安); list.add(hello); list.add(中国); list.forEach(new ConsumerString(){ Override public void accept(String str){ //简单遍历集合中的元素。 System.out.print(str ); } }); } }修改为lambda表达式package test; import java.util.ArrayList; import java.util.function.Consumer; public class demo10 { public static void main(String[] args) { ArrayListString list new ArrayList(); list.add(Hello); list.add(西安); list.add(hello); list.add(中国); //表示调用一个不带有参数的方法其执行花括号内的语句为原来的函数体内容。 list.forEach(s - { System.out.print(s); }); } }List中的 sort()方法的演示package test; import java.util.ArrayList; import java.util.Comparator; public class demo12 { public static void main(String[] args) { ArrayListString list new ArrayList(); list.add(Hello); list.add(西安); list.add(hello); list.add(中国); list.sort(new ComparatorString() { Override public int compare(String str1, String str2){ //注意这里比较长度 return str1.length()-str2.length(); } }); System.out.println(list); } }修改为lambda表达式package test; import java.util.ArrayList; import java.util.Comparator; public class demo12 { public static void main(String[] args) { ArrayListString list new ArrayList(); list.add(Hello); list.add(西安); list.add(hello); list.add(中国); //调用带有2个参数的方法且返回长度的差值 list.sort((str1,str2)- str1.length()-str2.length()); System.out.println(list); } }Map 中的 forEach() 方法演示package test; import java.util.HashMap; import java.util.function.BiConsumer; public class demo13 { public static void main(String[] args) { HashMapInteger, String map new HashMap(); map.put(1, hello); map.put(2, 西安); map.put(3, hello); map.put(4, 中国); map.forEach(new BiConsumerInteger, String(){ Override public void accept(Integer k, String v){ System.out.println(k v); } }); } }修改为lambda表达式package test; import java.util.HashMap; import java.util.function.BiConsumer; public class demo13 { public static void main(String[] args) { HashMapInteger, String map new HashMap(); map.put(1, hello); map.put(2, 西安); map.put(3, hello); map.put(4, 中国); map.forEach((k,v)- System.out.println(k v)); } }3.6Lambda 优缺点Lambda表达式的优点很明显在代码层次上来说使代码变得非常的简洁。缺点也很明显代码不易读。优点代码简洁开发迅速方便函数式编程非常容易进行并行计算Java 引入 Lambda改善了集合操作缺点1.代码可读性变差2.在非并行计算中很多计算未必有传统的 for 性能要高3.不容易进行调试