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Class類的詳細說明

Class 類是Java反射機制的核心，每個Java類或接口在JVM中都有一個對應的 Class 對象，用于表示該類的元數據（如類名、方法、字段、構造器等）。以下是其核心知識點：

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1. 獲取Class對象的三種方式

方式	示例	適用場景
類名.class	Class<String> clazz = String.class;	已知具體類名，編譯時確定。
對象.getClass()	String s = "hello"; Class<?> clazz = s.getClass();	通過已有對象獲取類信息。
Class.forName()	Class<?> clazz = Class.forName("java.lang.String");	動態加載類，需全限定類名（全限定類名是帶有包名的）。

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2. Class類的核心方法

(1) 獲取類的基本信息

方法	作用
String getName()	返回全限定類名（如 java.lang.String）。
String getSimpleName()	返回簡單類名（如 String）。
Package getPackage()	返回類所在的包信息（包名、注解等）。
int getModifiers()	返回類的修飾符（如 public、final），需配合 Modifier 類解析。
boolean isInterface()	判斷是否為接口。

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(2) 獲取繼承關系

方法	作用
Class<?> getSuperclass()	返回直接父類的 Class 對象（若為 Object 則返回 null）。
Class<?>[] getInterfaces()	返回類實現的所有接口的 Class 數組。

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(3) 操作字段（Field）

方法	作用
Field getField(String name)	獲取指定名稱的公共字段（包括繼承的）。
Field getDeclaredField(String name)	獲取類聲明的字段（包括私有、受保護），不包含繼承字段。
Field[] getFields()	獲取所有公共字段（包括繼承的）。
Field[] getDeclaredFields()	獲取類聲明的所有字段（包括私有、受保護）。

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(4) 操作方法（Method）

方法	作用
Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)	獲取指定名稱和參數的公共方法（包括繼承的）。
Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)	獲取類聲明的指定方法（包括私有、受保護），不包含繼承方法。
Method[] getMethods()	獲取所有公共方法（包括繼承的）。
Method[] getDeclaredMethods()	獲取類聲明的所有方法（包括私有、受保護）。

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(5) 操作構造器（Constructor）

方法	作用
Constructor<?>[] getConstructors()	獲取所有公共構造方法。
Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()	獲取所有聲明的構造方法（包括私有）。
Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)	獲取指定參數類型的公共構造方法。
Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes)	獲取指定參數類型的聲明構造方法（包括私有）。

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(6) 實例化對象

方法	作用
T newInstance()	已過時：通過默認無參構造器創建實例（需存在無參構造方法）。
替代方案：通過 Constructor 對象	示例：
```java
Constructor constructor =
User.class.getConstructor(String.class);
User user = constructor.newInstance(“Alice”);
```

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(7) 其他實用方法

方法	作用
Annotation[] getAnnotations()	獲取類上的所有注解（包括元注解）。
ClassLoader getClassLoader()	返回類的類加載器。
boolean isArray()	判斷是否為數組類型。
Class<?> getComponentType()	返回數組類型的元素類型（如 String[].class.getComponentType() → String.class）。

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3. 示例代碼

(1) 獲取類信息

Class<?> clazz = Class.forName("java.util.ArrayList");
System.out.println("類名: " + clazz.getName());        // java.util.ArrayList
System.out.println("簡單類名: " + clazz.getSimpleName()); // ArrayList
System.out.println("包名: " + clazz.getPackage().getName()); // java.util

(2) 操作私有字段

public class User {private String name;public User(String name) { this.name = name; }
}Class<User> clazz = User.class;
User user = clazz.getConstructor(String.class).newInstance("Alice");Field nameField = clazz.getDeclaredField("name");
nameField.setAccessible(true); // 允許訪問私有字段
nameField.set(user, "Bob");
System.out.println(nameField.get(user)); // 輸出: Bob

(3) 調用私有方法

public class Calculator {private int add(int a, int b) { return a + b; }
}Class<Calculator> clazz = Calculator.class;
Calculator calc = clazz.newInstance();Method addMethod = clazz.getDeclaredMethod("add", int.class, int.class);
addMethod.setAccessible(true);
int result = (int) addMethod.invoke(calc, 3, 5);
System.out.println(result); // 輸出: 8

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4. 注意事項

1. 性能開銷：反射操作比直接調用慢約10倍，避免高頻使用。
2. 安全限制：私有成員訪問需調用 setAccessible(true)，可能觸發安全管理器異常。
3. 代碼可讀性：反射代碼較難維護，需添加詳細注釋。
4. 兼容性：反射可能因JDK版本或類結構變化而失效。

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總結

Class 類是Java反射的基石，通過它可以在運行時動態獲取和操作類信息。核心方法涵蓋類結構解析、實例化、字段/方法訪問等場景，但在生產環境中需謹慎使用，權衡靈活性與性能、安全性的關系。