反射、枚举和lambda表达式

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一、反射

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；对于任
意一个对象，都能够调用它的任意方法和属性，既然能拿到那么，我们就可以修改部分类型信息；这种动态获取信
息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射（reflection）机制。

反射的相关类

.在日常的第三方应用开发过程中，经常会遇到某个类的某个成员变量、方法或是属性是私有的或是只对系统
应用开放，这时候就可以利用Java的反射机制通过反射来获取所需的私有成员或是方法 。
类名用途Class类代表类的实体，在运行的java应用程序种表示类和接口Field代表类的成员变量Method类代表类的方法Constructor类代表类的构造方法
反射机制的起源:
Java文件被编译后，生成了.class文件，JVM此时就要去解读.class文件 ,被编译后的Java文件.class也被JVM解析为一个对象，这个对象就是 java.lang.Class .这样当程序在运行时，每个java文件就最终变成了Class类对象的一个实例。我们通过Java的反射机制应用到这个实例，就可以去获得甚至去添加改变这个类的属性和动作，使得这个类成为一个动态的类

获得Class对象的三种方法

这里我们已获取Person为例

classPerson{int age;String name;publicPerson(){}publicPerson(int age,String name){this.age = age;this.name = name;}}

1.使用类对象的getClass()方法

publicstaticvoidmain(String[] args){Person person =newPerson();Class<?> p = person.getClass();}

2.通过类名 .class方法

publicstaticvoidmain(String[] args){Class<?> p1 =Person.class;}

3.使用 Class.forName(“类的全路径名”);
这里我们需要处理相关的异常

publicstaticvoidmain(String[] args){Class<?> p2 =null;try{
             p2 =Class.forName("Person");}catch(ClassNotFoundException e){thrownewRuntimeException(e);}}

我们来验证一下这三种方式获取的类对象

publicstaticvoidmain(String[] args){Person person =newPerson();Class<?> p = person.getClass();Class<?> p1 =Person.class;Class<?> p2 =null;try{
             p2 =Class.forName("Person");}catch(ClassNotFoundException e){thrownewRuntimeException(e);}System.out.println(p.equals(p1));System.out.println(p.equals(p2));System.out.println(p1.equals(p2));}

反射的基本使用

获得类常用方法
方法用途getClassLoader()获得类的加载器getDeclaredClasses()返回一个数组，包含类中所有类和接口的对象forName(String className)根据类名返回对象newInstance()创建类的实例getName获取类的完整路径名字
1.通过反射创建对象

publicstaticvoidreflectNewInstance(){try{Class<?> personClass =Class.forName("Person");Person student =(Person)personClass.newInstance();System.out.println(student);}catch(ClassNotFoundException|InstantiationException|IllegalAccessException e){thrownewRuntimeException(e);}}

我们需要注意newInstance返回的是一个泛型，在编译阶段擦除为Object，所以我们在接受的时候需要强制类型转换

2.通过反射获取构造方法

我们来获取一下私有的构造方法

publicstaticvoidreflectConstructor(){try{Class<?> personClass =Class.forName("Person");Constructor<?> constructor = personClass.getDeclaredConstructor(int.class,String.class);Person person =(Person)constructor.newInstance(18,"张三");System.out.println(person);}catch(ClassNotFoundException e){thrownewRuntimeException(e);}catch(NoSuchMethodException e){thrownewRuntimeException(e);}catch(InvocationTargetException e){thrownewRuntimeException(e);}catch(InstantiationException e){thrownewRuntimeException(e);}catch(IllegalAccessException e){thrownewRuntimeException(e);}}

我们可以发现系统报错，无法获取私有的，那到底是怎么回事呢？因为我们需要打开一下权限。

publicstaticvoidreflectConstructor(){try{Class<?> personClass =Class.forName("Person");Constructor<?> constructor = personClass.getDeclaredConstructor(int.class,String.class);
            constructor.setAccessible(true);//把权限打开Person person =(Person)constructor.newInstance(18,"张三");System.out.println(person);}catch(ClassNotFoundException e){thrownewRuntimeException(e);}catch(NoSuchMethodException e){thrownewRuntimeException(e);}catch(InvocationTargetException e){thrownewRuntimeException(e);}catch(InstantiationException e){thrownewRuntimeException(e);}catch(IllegalAccessException e){thrownewRuntimeException(e);}}

3.通过反射获取相关属性
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

publicstaticvoidreflectField(){try{Class<?> personClass =Class.forName("Person");Field field = personClass.getDeclaredField("name");
            field.setAccessible(true);Person person =(Person)personClass.newInstance();
            field.set(person,"张三");System.out.println(person);}catch(ClassNotFoundException e){thrownewRuntimeException(e);}catch(NoSuchFieldException e){thrownewRuntimeException(e);}catch(InstantiationException e){thrownewRuntimeException(e);}catch(IllegalAccessException e){thrownewRuntimeException(e);}}

3.通过反射获取相关方法

privatevoidprint(String s){System.out.println(s);}

这里以获取这个私有方法为例

publicstaticvoidreflectMethod(){try{Class<?> personClass =Class.forName("Person");Method print = personClass.getDeclaredMethod("print",String.class);
            print.setAccessible(true);Person person =(Person)personClass.newInstance();
            print.invoke(person,"反射测试方式成功！");}catch(ClassNotFoundException e){thrownewRuntimeException(e);}catch(NoSuchMethodException e){thrownewRuntimeException(e);}catch(InstantiationException e){thrownewRuntimeException(e);}catch(IllegalAccessException e){thrownewRuntimeException(e);}catch(InvocationTargetException e){thrownewRuntimeException(e);}}

反射优点和缺点

优点：

1. 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
2. 增加程序的灵活性和扩展性，降低耦合性，提高自适应能力
3. 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 。

二、枚举

背景及定义

我们创建一个Color枚举类型

publicenumColorEnum{
    BLACK,YELLOW,GREEN;}

优点：将常量组织起来统一进行管理
场景：错误状态码，消息类型，颜色的划分，状态机等等…
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。

枚举的使用

1.switch语句

enumColorEnum{
    BLACK,YELLOW,GREEN;}publicclassTest{publicstaticvoidmain(String[] args){ColorEnum colorEnum =ColorEnum.YELLOW;switch(colorEnum){case BLACK:System.out.println("BLACK");break;case YELLOW:System.out.println("YELLOW");break;case GREEN:System.out.println("GREEN");break;default:break;}}}

2.常用方法
values() 以数组形式返回枚举所有成员

publicstaticvoidmain(String[] args){ColorEnum[] colorEnums =ColorEnum.values();for(int i =0; i < colorEnums.length; i++){System.out.println(colorEnums[i]);}}

ordinal()获取枚举成员的索引位置

publicstaticvoidmain(String[] args){ColorEnum[] colorEnums =ColorEnum.values();for(int i =0; i < colorEnums.length; i++){System.out.println(colorEnums[i].ordinal());}}

valueOf()将普通字符串转换为枚举实例

publicstaticvoidmain(String[] args){ColorEnum colorEnum =ColorEnum.valueOf("BLACK");System.out.println(colorEnum);}

只能转换枚举类型种已经定义的

publicstaticvoidmain(String[] args){ColorEnum colorEnum =ColorEnum.valueOf("RED");System.out.println(colorEnum);}

compareTo() 比较两个枚举成员在定义时的顺序

publicstaticvoidmain(String[] args){System.out.println(ColorEnum.GREEN.compareTo(ColorEnum.YELLOW));System.out.println(ColorEnum.BLACK.compareTo(ColorEnum.YELLOW));}

为什么Enum源码中找不到values()方法？

Enum类和enum关键字定义的类型都有values方法，但是点进去会发现找不到这个方法。这是因为java编译器在编译这个类（enum关键字定义的类默认继承java.lang.Enum）的时候自动插入了一条static的方法values。在官方文档中有说明。
文档地址：官方文档

枚举与反射

枚举的构造方法默认是私有的

enumColorEnum{BLACK(0,"black"),YELLOW(1,"yellow"),GREEN(2,"green");privateint id;privateString color;privateColorEnum(int id,String color){this.id = id;this.color = color;}}

在枚举中调用

为什么我们通过反射调用枚举的构造方法时会报java.lang.IllegalArgumentException: 异常呢？

我们在源码中可以发现枚举在这里被过滤了，你不能通过反射获取枚举类的实例。
这里证明: 枚举实现单例模式是安全的

总结

1、枚举本身就是一个类，其构造方法默认为私有的，且都是默认继承与 java.lang.Enum
2、枚举可以避免反射和序列化问题
3、枚举实现单例模式是安全的
优点：

1. 枚举常量更简单安全 。
2. 枚举具有内置方法 ，代码更优雅

缺点：

1. 不可继承，无法扩展

三、Lambda表达式

Lambda表达式是Java SE 8中一个重要的新特性。lambda表达式允许你通过表达式来代替功能接口。 lambda表达式就和方法一样,它提供了一个正常的参数列表和一个使用这些参数的主体(body,可以是一个表达式或一个代码块)。 Lambda 表达式（Lambda expression），基于数学中的λ演算得名，也可称为闭包（Closure） 。
先了解一下什么是函数式接口？

函数式接口

要了解Lambda表达式,首先需要了解什么是函数式接口，函数式接口定义：一个接口有且只有一个抽象方法 。
注意：

1. 如果一个接口只有一个抽象方法，那么该接口就是一个函数式接口
2. 如果我们在某个接口上声明了 @FunctionalInterface 注解，那么编译器就会按照函数式接口的定义来要求该接 口，这样如果有两个抽象方法，程序编译就会报错的。所以，从某种意义上来说，只要你保证你的接口中只 有一个抽象方法，你可以不加这个注解。加上就会自动进行检测的。 我们以优先级队列为例，传入的比较器，我们可以发现这个接口上面有@FunctionalInterface关键字，证明它就是一个函数式接口，我们在传入参数的时候就可以使用lambda表达式。

Lambda表达式的基本使用

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，其是return语句，那么大括号可以省略，且去掉return关键字

在这里我们自定义几个函数式接口。
1.无参数无返回值

@FunctionalInterfaceinterfaceLambdaTest{voidfunc();}publicstaticvoidmain(String[] args){LambdaTest lambda =newLambdaTest(){@Overridepublicvoidfunc(){System.out.println("lambda测试");}};
        lambda.func();}

这里我们使用匿名内部类

publicstaticvoidmain(String[] args){LambdaTest lambdaTest =(()->System.out.println("lambda测试"));
        lambdaTest.func();}

2.有参数无返回值

@FunctionalInterfaceinterfaceLambdaTest{voidfunc(String s);}publicstaticvoidmain(String[] args){LambdaTest lambda =newLambdaTest(){@Overridepublicvoidfunc(String s){System.out.println("lambda测试"+ s);}};
       lambda.func("匿名内部类");}

publicstaticvoidmain(String[] args){LambdaTest lambda = s ->System.out.println("lambda测试"+ s);
        lambda.func("lambda测试");}

参数只有一个时，可以去掉括号。
3.没有参数有返回值

@FunctionalInterfaceinterfaceLambdaTest{intfunc();}publicstaticvoidmain(String[] args){LambdaTest lambdaTest =newLambdaTest(){@Overridepublicintfunc(){return1;}};System.out.println(lambdaTest.func());}

interfaceLambdaTest{intfunc();}publicclassTest{publicstaticvoidmain(String[] args){LambdaTest lambdaTest =()->1;System.out.println(lambdaTest.func());}

4.有参数有返回值

@FunctionalInterfaceinterfaceLambdaTest{intfunc(int a,int b);}publicstaticvoidmain(String[] args){LambdaTest lambdaTest =newLambdaTest(){@Overridepublicintfunc(int a,int b){return a + b;}};System.out.println(lambdaTest.func(1,2));}

publicstaticvoidmain(String[] args){LambdaTest lambdaTest =(a,b)-> a+b;System.out.println(lambdaTest.func(1,2));}

lambda在集合中的应用

1.forEach() 方法演示

我们来看一下forEach的参数

我们发现是一个函数式接口，所以我们可以使用lambda表达式

publicstaticvoidmain(String[] args){Set<Integer> set =newHashSet<>();
        set.add(1);
        set.add(2);
        set.add(3);
        set.add(4);
        set.forEach(newConsumer<Integer>(){@Overridepublicvoidaccept(Integer integer){System.out.print(integer +" ");}});}

lambda表达式:

publicstaticvoidmain(String[] args){Set<Integer> set =newHashSet<>();
        set.add(1);
        set.add(2);
        set.add(3);
        set.add(4);
        set.forEach(integer ->System.out.print(integer +" "));}

2.HashMap 的 forEach()
匿名内部类:

publicstaticvoidmain(String[] args){HashMap<String,Integer> hashMap =newHashMap<>();
        hashMap.put("aaa",1);
        hashMap.put("bbb",2);
        hashMap.put("ccc",3);
        hashMap.forEach(newBiConsumer<String,Integer>(){@Overridepublicvoidaccept(String s,Integer integer){System.out.println(s +" -> "+ integer );}});}

lambda表达式:

publicstaticvoidmain(String[] args){HashMap<String,Integer> hashMap =newHashMap<>();
        hashMap.put("aaa",1);
        hashMap.put("bbb",2);
        hashMap.put("ccc",3);
        hashMap.forEach((String s,Integer i)->System.out.println(s +" -> "+ i ));}

3.sort() 方法演示

我们发现这里是一个函数式接口

publicstaticvoidmain(String[] args){ArrayList<Integer> arrayList =newArrayList<>();
        arrayList.add(3);
        arrayList.add(1);
        arrayList.add(2);
        arrayList.sort(newComparator<Integer>(){@Overridepublicintcompare(Integer o1,Integer o2){return o1 - o2;}});}

lambda表达式:

publicstaticvoidmain(String[] args){ArrayList<Integer> arrayList =newArrayList<>();
        arrayList.add(3);
        arrayList.add(1);
        arrayList.add(2);
        arrayList.sort((o1,o2)-> o1 - o2);for(Integer integer : arrayList){System.out.print(integer +" ");}}

总结

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：

1. 代码简洁，开发迅速
2. 方便函数式编程
3. 非常容易进行并行计算
4. 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