Java枚举类、注解和反射

本文主要介绍的是枚举类，注解和反射。还有一些基础知识：static，基本数据类型，运算符优先级放在文中，以便查阅复习。

其中牵扯到泛型的部分，可参考本人的另一篇博客：（Collection, List, 泛型）JAVA集合框架一

1. static关键字

static可以修饰的有：属性，方法，代码块，内部类。

1.1 static修饰属性

按是否用static修饰分为静态属性和非静态属性（实例变量）。

非静态属性（实例变量）：当创建了类的多个对象，每个对象都独立拥有自己的非静态属性。当修改其中一个对象中的非静态属性时，不会改变其他对象中的非静态属性。

静态属性（静态变量）：当创建了类的多个对象，多个对象共享同一个静态对象。通过任一个对象改变静态属性，所有对象的静态属性都会发生改变。

• 静态变量随着类的加载而加载。可通过class.静态变量进行调用。
• 静态变量的加载早于对象的创建，在创建对象的过程中，才实现实例属性的加载。
• 由于类只会加载一次，则静态变量在内存中也只会存在一份。存在方法区的静态域中。

1.2 static修饰方法

静态方法：

• 随着类的加载而加载，可以直接通过类.静态方法调用
• 静态方法中，只能调用静态的方法或属性，因为它们生命周期相同；非静态方法中，既可以调用非静态的方法或属性，也可以调用静态的方法或属性。

注意点：

• 在静态的方法内，不能使用this和super关键字，因为静态方法不需要实例化对象，而没有实例化对象this就没有意义。一定要是同级的生命周期才能使用。

2. 枚举类

JDK5.0新增enum关键字

理解：

• 类的对象只有有限个、确定的，称此类为枚举类
• 当需要定义一组常量时，建议使用枚举类

2.1 基本使用

常用方法：

重点掌握：toString，values，valueOf

2.2 enum实现接口

• 情况一：实现接口，在enum类中实现抽象方法

interface Info{
    void show();
}
enum Season implements Info{
@Override
    public void show() {
        System.out.println("hello,world");
    }
}

• 情况二：让枚举类的对象分别实现接口中的抽象方法

整体demo包含常用方法的使用：

public class EnumTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        Season summer = Season.SUMMER;
        System.out.println(summer);  //SUMMER
        System.out.println(Season.class.getSuperclass()); //class java.lang.Enum
        System.out.println(summer.getSeasonFeel()); //hot
        Season[] values = Season.values();
        for(Object i : values){
            System.out.println(i); //SPRING,SUMMER,AUTUMN,WINTER
        }
        Season winter = Season.valueOf("WINTER"); //根据字符串返回相应的enum，错误则出现异常
        System.out.println(winter); //WINTER
        winter.show();
    }
}
interface Info{
    void show();
}
enum Season implements Info{
    SPRING("spring","warm"){
        @Override
        public void show() {
        }
    },
    SUMMER("summer","hot"){
        @Override
        public void show() {
        }
    },
    AUTUMN("autumn","cool"){
        @Override
        public void show() {
        }
    },
    WINTER("winter","cold"){
        @Override
        public void show() {
        }
    };
    private final String SeasonName;
    private final String SeasonFeel;
    Season(String seasonName, String seasonFeel) {
        SeasonName = seasonName;
        SeasonFeel = seasonFeel;
    }
    public String getSeasonName() {
        return SeasonName;
    }
    public String getSeasonFeel() {
        return SeasonFeel;
    }
}

Thread中线程状态利用的就是枚举类，可参考源码。

3. 注释和注解

注解（Annotation）是代码里的特殊标记，这些标记可以在编译，类加载，运行时被读取，并执行相应的处理。通过使用注解，程序员可以在不改变原有逻辑的情况下，在源文件中嵌入一些补充信息。代码分析工具、开发工具和部署工具可以通过这些补充信息进行验证或进行部署。JDK5.0新增

在JavaSE中注解的使用目的比较简单，比如标记过时功能，忽略警告等。在JavaEE中占据了更重要的角色。后续博客将会继续JavaEE的内容。

在一定程度上，框架 = 注解 + 反射 + 设计模式

3.1 类注释举例

/**
*/

类注释必须放在import语句之后，类定义之前。

3.2 方法注解

除了通用标记之外，还可以使用下面的标记：

@param变量描述，这个标记将对当前方法的参数部分添加一个条目。这个描述可以占据多行，并可以使用HTML标记，一个方法的所有变量描述需要放在一起。

@return描述

@throws类描述，表示这个方法有可能抛出异常。

3.3 通用注解

注意，一定要用 # 分隔类名和方法名，或类名和变量名。

3.4 自定义注解

//1
public @interface MyAnnotation {
    String value();
}
@MyAnnotation(value =  "hello") //使用时
//2
public @interface MyAnnotation {
    String value() default "hello";
}
@MyAnnotation  //默认值"hello"，可覆盖

• 注解声明为：@interface
• 内部定义成员，通常用value表示
• 可以指定成员的默认值，使用default定义
• 如果自定义注解里没有成员，表明是一个标识作用

具体用途在反射和框架中。自定义注解必须配上注解的信息处理流程（使用反射）才有意义。

3.5 JDK提供的4种元注解

元注解：用于修饰其他注解定义

例：

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
public @interface Override {
}

JDK5.0提供了4个标准的元注解：

Retention, Target, Documented, Inherited

自定义注解通常都会使用以上两个元注解Retention, Target。

3.6 JDK8中注解的新特性

可重复注解

Repeatable()

@Repeatable(MyAnnotations.class)
public @interface MyAnnotation {
    String value() default "hello";
}
public @interface MyAnnotations {
    MyAnnotation[] value();
}

其中，MyAnnotation和MyAnnotations需要保持Retention和Target以及Inherited一致，在这部分只需要注意，在以后用到时再重点讲解。

类型注解

4. 反射

4.1 反射的基本概念

反射机制提供的功能：

• 运行时判断任意一个对象所属的类
• 运行时构造任意一个类的对象
• 运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法
• 运行时获取泛型信息
• 运行时调用任意一个对象的成员变量和方法
• 在运行时处理注解
• 生成动态代理

关于java.lang.Class类的理解：

• 类的加载过程：程序经过javac.exe命令后（编译），会生成一个或多个字节码文件（.class文件）。接着使用java.exe命令对某个字节码文件进行解释运行。相当于将某个字节码文件加载到内存中，此过程成为类的加载。加载到内存中的类，称为运行时类，此运行时类，作为Class的一个实例。
• Class的实例对应着一个运行时类
• 加载到内存中的运行时类，会缓存一定的时间。在此时间内，可以通过不同方式来获取Class的实例。
• Object是所有类的父类，而Class是类的类。

三种Class实例的获取方式：

获取当前对象的类型对象，类型类是指代表一个类型的类，获取class对象的方法有：1.类名.class，所有的引用数据类型和基本数据类型都可以通过这个方式获取。2.通过对象实例.getClass()来获得class对象。3.调用Class的静态方法 Class.forName(String classPath)

例：

//调用运行时类的属性，   .class
Class<Person> clazz1 = Person.class;//泛型可省略
System.out.println(clazz1); //class demo1.Person
//通过运行时类的对象
Person p1 = new Person();
Class clazz2 = p1.getClass();
System.out.println(clazz2);
//调用Class的静态方法  Class.forName(String classPath)
Class clazz3 = Class.forName("demo1.Person");
System.out.println(clazz3);

此外，还可以使用类的加载器ClassLoader，不再详细赘述。

JDK8中对于自定义类的ClassLoader属于系统类加载器，此外还有扩展类加载器和引导类加载器。

简述下方的Person类：内部成员变量为public String name, private int age, 有公有构造器和私有构造器，有公有方法show()和私有方法show1(), 重写toString。

基本应用demo：

Class clazz = Person.class;  //public age,private name
//通过反射，创建Person类的对象
Constructor cons = clazz.getConstructor(String.class,int.class);
Object obj = cons.newInstance("Tom",12);
Person p = (Person) obj;
System.out.println(p.toString()); //Person{name='Tom', age=12} 调用了Person类中的toString方法
System.out.println(cons); //public demo1.Person(java.lang.String,int)
//通过反射，调用对象指定的属性，方法
Field age = clazz.getDeclaredField("age");
age.set(p,10);
System.out.println(p.toString()); //Person{name='Tom', age=10}
Method show = clazz.getDeclaredMethod("show");
show.invoke(p);  //sout("hello")

需要注意的是Class对象并不能指明该类型的实例化，需要在Field或Method这种将实例放入参数中。

4.2 反射调用私有结构

通过反射，可以调用Person类的私有结构，如：私有构造器，私有方法，私有属性。

//调用私有构造器
Constructor cons1 = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);
cons1.setAccessible(true);
Person p1 = (Person)cons1.newInstance("tim");
System.out.println(p1); //Person{name='tim', age=0}
//调用私有属性
Field name = clazz.getDeclaredField("name");
name.setAccessible(true);
name.set(p1,"Tim");
System.out.println(p1); //Person{name='Tim', age=0}
//调用私有方法
Method show1 = clazz.getDeclaredMethod("show1",String.class);
show1.setAccessible(true);
show1.invoke(p1,"H"); //world H，相当于p1.show1("H");
//.invoke返回的是object，强制转换
String str = (String)show1.invoke(p1,"H");
System.out.println(str); //H,p1.show1(str)返回了str。

这里和面向对象概念中的封装性可能有冲突，为什么要利用反射呢？

举个例子：反射具有动态性的特征。后台中，服务器的程序一直运行，假如从前端传来信息，后台就可以动态进行调用。动态过程中，可以利用反射进行应用。

4.3 反射的相关操作

通过反射创建运行时类的对象

Class<Person> clazz = Person.class;//使用泛型声明后下方不用强制转换，Person有public的空参构造器
Person obj = clazz.newInstance();//Person{name='null', age=0}，内部其实调用了运行时类的空参构造器
System.out.println(obj);

获取运行时类的完整结构

Class clazz = Person.class;
//获取属性结构
//.getFields()  获取当前运行时类及其父类中声明为Public访问权限的属性
Field[] fields = clazz.getFields(); //public int demo1.Person.id, public double demo1.Creature.weight，只有public属性
for(Field f : fields){
    System.out.println(f);
}
//.getDeclaredFields()  获得当前运行类中声明的所有属性（不包含父类）
Field[] declaredfields = clazz.getDeclaredFields();//省略为：name,age,id
for(Field f : declaredfields){
    System.out.println(f);
}

Field[] declaredfields = clazz.getDeclaredFields();
for(Field f : declaredfields){
    //1.权限修饰符
    int modifier = f.getModifiers();  //修饰符以int表示，Modifier类中有相关代码
    System.out.println(Modifier.toString(modifier)); //这样的话就可以正常显示public,private等了
    //数据类型
    Class type = f.getType();
    System.out.println(type.getName()); //也可直接用type
    //变量名
    System.out.println(f.getName());
}

获得方法结构：

Class clazz = Person.class;
//获取当前运行时类和父类的Public方法
Method[] methods = clazz.getMethods();
for(Method m : methods){
    System.out.println(m);
}
//获取当前运行时类声明的所有方法（不包含父类）
Method[] methods1 = clazz.getDeclaredMethods();
for(Method m : methods1){
    System.out.println(m);
}

获取方法的内部结构：

Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods();
for(Method m : methods){
    //获取方法声明的注解
    Annotation[] anno = m.getAnnotations();
    for(Annotation i : anno){
        System.out.println(i);
    }
    //得到每个方法的权限修饰符
    System.out.println(Modifier.toString(m.getModifiers()));
    //返回值类型
    System.out.println(m.getReturnType().getName());
    //方法名
    System.out.println(m.getName());
    //形参列表
    Class[] paras = m.getParameterTypes();
    //抛出的异常
    Class[] exs = m.getExceptionTypes();
}

构造器等都类似，不再赘述。构造器的.getConstructors和.getDeclaredConstructors不能获取父类的结构，没有意义。

此外还可获取运行时类的父类和父类的泛型，运行时类的接口，包，注释等，代码比较机械，不再赘述。

4.4 调用运行时类的指定结构

调用运行时类的属性：

Class clazz = Person.class;
Person p = (Person) clazz.newInstance();
//.getField只能获取public，获取其他的话需要用.getDeclaredField()
//此外，假如下方是获取所有属性，则需要继续扩展权限，调用id.setAccessible(true);
Field id = clazz.getField("id");
//设置当前属性的值
id.set(p,12);
int i = (int)id.get(p); //返回object，需要强转
System.out.println(i);

调用运行时类中指定的方法：

Class clazz = Person.class;
Person p = (Person) clazz.newInstance();
//获取指定的某个方法
Method m = clazz.getDeclaredMethod("show1",String.class,String.class);
m.setAccessible(true);
//注意： .getDeclaredMethod，.invoke均需要两个参数
//需要注意的是如果方法有多个参数，需要全部标出来
m.invoke(p,"hello","hi"); //返回一个Object，可强转方法的返回类型

//调用静态方法
//private static void show1()
Method m = clazz.getDeclaredMethod("show1");
m.setAccessible(true);
m.invoke(Person.class);//写null也可以，不影响

如果调用的运行时类的方法没有返回值，则返回null

调用运行时类中指定的构造器：

Class<Person> clazz = Person.class;
Constructor cons = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);
cons.setAccessible(true);
Person p = (Person) cons.newInstance("hi"); //Person{name='hi', age=0}
System.out.println(p);

需要注意的是即使Class加上泛型声明，下方的Constructor.newInstance仍需强转

接下来是最近刷题时总结了一些基础知识，需要对这些数据保持敏感。

5. 基本数据类型

byte：

• 1个字节，8位、有符号的，以二进制补码表示的整数；
• 最小值是 -128（-2^7）；
• 最大值是 127（2^7-1）；
• 默认值是 0；
• byte 类型用在大型数组中节约空间，主要代替整数，因为 byte 变量占用的空间只有 int 类型的四分之一；
• 例子：byte a = 100，byte b = -50。

short：

• 2个字节，16 位、有符号的以二进制补码表示的整数
• 最小值是 -32768（-2^15）；
• 最大值是 32767（2^15 - 1）；
• Short 数据类型也可以像 byte 那样节省空间。一个short变量是int型变量所占空间的二分之一；
• 默认值是 0；
• 例子：short s = 1000，short r = -20000。

int：整数型，4个字节32位，负数以补码形式存在，取值范围如下：

• 最小值是 -2,147,483,648（-2^31）；
• 最大值是 2,147,483,647（2^31 - 1）；
• 默认值为0

long：

• 8个字节， 64 位、有符号的以二进制补码表示的整数；
• 最小值是 -9,223,372,036,854,775,808（-2^63）；
• 最大值是 9,223,372,036,854,775,807（2^63 -1）；
• 这种类型主要使用在需要比较大整数的系统上；
• 默认值是 0L；
• 例子： long a = 100000L，Long b = -200000L。

"L"理论上不分大小写，但是若写成"l"容易与数字"1"混淆，不容易分辩。所以最好大写。

float：

• float 数据类型是单精度、32位、符合IEEE 754标准的浮点数；
• float 在储存大型浮点数组的时候可节省内存空间；
• 默认值是 0.0f；
• 浮点数不能用来表示精确的值，如货币；
• 例子：float f1 = 234.5f。

double：

• double 数据类型是双精度、64 位、符合 IEEE 754 标准的浮点数；
• 浮点数的默认类型为 double 类型；
• double类型同样不能表示精确的值，如货币；
• 默认值是 0.0d；

boolean：

• boolean数据类型表示一位的信息；
• 只有两个取值：true 和 false；
• 这种类型只作为一种标志来记录 true/false 情况；
• 默认值是 false；
• 例子：boolean one = true。

char：

• char 类型是一个单一的 16 位 Unicode 字符；
• 最小值是 \u0000（左方是16进制表示，十进制等效值为 0）；
• 最大值是 \uffff（即为 65535）；
• char 数据类型可以储存任何字符；
• 例子：char letter = 'A';。

6. 运算符优先级