使用new和反射产生java内部类的实例化对象

前两天看到一道面试题，是关于内部类的知识，觉得很有意思。

这道题是这样的：

根据注释填写(1)，(2)，(3)处的代码

public class Test{

       public static void main(String[] args){

              // 初始化Bean1

              (1)

              bean1.I++;

              // 初始化Bean2

              (2)

              bean2.J++;

              //初始化Bean3

              (3)

              bean3.k++;

       }

 

       class Bean1{

              public int I = 0;

       }

 

       static class Bean2{

              public int J = 0;

       }

}

public class Bean{

       public class Bean3{

              public int k = 0;

       }

}

这其实就是实例化内部类对象的题。

从上面的题可以看出，Bean1为非静态内部类，Bean2为静态内部类，而Bean3则不是在Test类内部了，而是在一个外部类Bean的内部(是不是很拗口)，呵呵。现通过new和反射来详细讲解其产生原理。

1.new

我们知道，内部类分为两种，一种是静态内部类，一种是非静态内部类。前者不用产生外部类的实例化对象即可产生内部类的实例化对象，后者必须先产生外部类的实例化对象，才能产生内部类的实例化对象。

实例化静态内部类对象的模板是： 外部类类名.内部类类名 xxx = new 外部类类名.内部类类名()

实例化非静态内部类对象的模板是：外部类类名.内部类类名 xxx = 外部类对象名.new 内部类类名()

1>>实例化非静态内部类Bean1

java代码 ：

   Test test = new Test();
   Test.Bean1 b1 = test.new Bean1();
   b1.I++;

总共3行代码，是不是很简单呢。

2>>实例化静态内部类Bean2

java代码：

   Test.Bean2 b2 = new Test.Bean2();
   b2.j++;

3>>实例化非静态内部类Bean3

    Bean bean = new Bean();
    Bean.Bean3 b3 =  bean.new Bean3();
    System.out.println(b3.k++);

总结：通过new方式产生内部类的实例化对象实现起来比较简单，也很容易理解，如果要深层次了解其产生，请用下面讲解的方式，反射。

2.反射

1>>反射产生非静态内部类Bean1的实例化对象

java代码：

try {
    Class<?> cla2 = Class.forName("com.lovo.nio.Test$Bean1");
   } catch (ClassNotFoundException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
   }

解析：我们知道，内部类的class文件是以"外部类$内部类.class"的形式存在的，所以获取Class对象的时候，必须使用forName("包名+外部类$内部类")的形式才能得到Class对象

得到Class对象cla2后，肯定有人会说用下面的方法得到Bean1的实例化对象：

Bean1 b6 = (Bean1)cla2.newInstance();

运行上述代码，出现异常：InstantiationException，查看Java API文档，下面引用其原话：

当应用程序试图使用 Class 类中的 newInstance 方法创建一个类的实例，而指定的类对象无法被实例化时，抛出该异常。实例化失败有很多原因，包括但不仅限于以下原因：

• 类对象表示一个抽象类、接口、数组类、基本类型、void
• 类没有非 null 构造方法

在这里的原因是：Bean1的构造方法不公开，意思就是说，他的构造方法不是public的，不能通过newInstance()方式产生他的实例化对象。

那么我们是否可以查看其是什么访问修饰符的构造方法呢？答案是可以的，可以通过以下方式得到：

Constructor<?>[] c = cla2.getDeclaredConstructors();
    int i = c[0].getModifiers();
    //得到访问修饰符
    String str = Modifier.toString(i);
    System.out.println(str+" aaaaaaaaa");      //注意：此处的aaaaaaaaaaa仅表示有这个输出

运行以上代码，输出“ aaaaaaaaa”,可以看出并没有输出str，实际上已经输出了，就是default，default在Java中可以省略不写的。现在该明白了吧！~

那要如何才能实例化他的内部类对象呢，刚才我们说过，要实例化非静态的内部类对象，必须先实例化外部类的对象，可是我们任然没有实例化外部类的对象。我们查看JAVA PAI文档，发现Constructor类有一个方法，newInstance(Object... initargs)，于是我们想到下面这种方式来构建：

//反射产生非静态内部类Bean1的实例化对象

   try {
    Class<?> cla2 = Class.forName("com.lovo.nio.Test$Bean1");
//    Bean1 b6 = (Bean1)cla2.newInstance();
//    System.out.println(b6);
    Constructor<?>[] c = cla2.getDeclaredConstructors();
    int i = c[0].getModifiers();
    //得到访问修饰符
    String str = Modifier.toString(i);
    System.out.println(str+" aaaaaaaaa");
    Bean1 bean1 = (Bean1)c[0].newInstance(new Test());    非静态内部类第一个参数需要传递一个外部类对象
    System.out.println(bean1.I++);
   } catch (ClassNotFoundException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
   } catch (IllegalArgumentException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
   } catch (InstantiationException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
   } catch (IllegalAccessException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
   } catch (InvocationTargetException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
   }

运行以上代码，正常。

2>>反射产生静态内部类Bean2的实例化对象

Java代码：

//反射产生静态内部类Bean2的实例化对象
   try {
    // 初始化Bean2 
          Class<?> cla = null;
    cla = Class.forName("com.lovo.nio.Test$Bean2");
    Bean2 bean2 = (Bean2)cla.newInstance();    静态内部类不需要传递外部对象
    System.out.println(bean2.j++);
   } catch (ClassNotFoundException e1) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e1.printStackTrace();
   } catch (InstantiationException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
   } catch (IllegalAccessException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
   }

解析：

首先来看看static的相关知识：

static内部类意味着：

(1) 为创建一个static内部类的对象，我们不需要一个外部类对象。

(2) 不能从static内部类的一个对象中访问一个外部类对象 static内部类无this指针.

倘若为了创建内部类的对象而不需要创建外部类的一个对象，那么可将所有东西都设为static。为了能正常工作，同时也必须将内部类设为static。

此外,也可考虑用一个static内部类容纳自己的测试代码。

在这里我们同样可以使用上面的方法获取他的构造方法的修饰符，也是default的，(静态内部类是有构造方法的，而且是无参的构造方法).

java代码：

try {
    
    // 初始化Bean2 
          Class<?> cla = null;
    cla = Class.forName("com.lovo.nio.Test$Bean2");
    Bean2 bean2 = (Bean2)cla.newInstance();
    Constructor<?>[] cs = cla.getDeclaredConstructors();
//    Modifier.toString(cs[0]);
    System.out.println("******************");

    System.err.println(cs.length);
    System.out.println(cs[0].getModifiers());
    System.out.println("******************");
    System.out.println(bean2.j++);
   } catch (ClassNotFoundException e1) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e1.printStackTrace();
   } catch (InstantiationException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
   } catch (IllegalAccessException e) {
    // TODO Auto-generated catch block
    e.printStackTrace();
   }

运行以上代码，红色部分代码输出：

******************

1

******************

可以看出，有一个默认的(方法修饰符没写的，不是没有方法修饰符)构造方法。

如果我们要使用反射产生Bean2的实例化对象的话，只能用getDeclaredConstructors()方法。如上面的代码所示。

3>>反射产生 外部类的内部类Bean3 的实例化对象

分析：要产生外部类的内部类的实例化对象，则要先产生外部类的实例化对象。再通过getClass()方法得到外部类的实例化对象的Class对象，再通过getClasses()方法得到外部类的所有公共类和接口，包括内部类。

Java代码：

try {

Class<?> c3 = bean.getClass();

Class<?>[] cl = c3.getClasses();

// Bean3 b4 = (Bean3)c3.newInstance();

// System.out.println(b4);

//使用反射产生Bean3实例化对象

Constructor<?>[] cc = cl[0].getDeclaredConstructors();

//获取构造方法的个数,用以判定其构造方法是否是公共的,如果直接通过c3.newInstance()方法来实例化Bean3的话，则会包异常:java.lang.ClassCastException

System.out.println(cc.length);

Bean3 bb = (Bean3)cc[0].newInstance(new Bean());

System.out.println(bb.k++);

} catch (IllegalArgumentException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

} catch (InstantiationException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

} catch (IllegalAccessException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

} catch (InvocationTargetException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

最后关于反射的一点点总结：

1.Java的反射是Java类的“自审”，可以通过反射探知类的结构，比如，获得类的属性，方法，修饰符，返回类型。是在程序运行时动态的生成的，那么有人会问，既然可以的到类的属性，方法等，那么是否可以增加或者删除它的属性或者方法呢?答案是否定的，因为Java是静态语言，不是动态语言，那么就不能修改类的属性，方法，只能探知类的属性，方法等。

2.既然可以通过反射得到类的属性及其父类的属性，方法等以及实现的接口的相关内容，那么是否可以通过接口得到他的实现类的属性，方法呢？答案是否定的，因为在子类中有个关键字implements，是通过他得到类所实现的接口，但是如果要通过接口得到子类的相关内容，是行不通的，因为在接口中没有任何与实现类相关联的代码(比如关键字)。

不知道小弟所说是否正确，请大家指正，谢谢！

我的总结：

1.非静态内部类有一个this指针，可以让其访问外部类的成员；而静态内部类如果普通静态函数，无法访问非静态成员。

2.正因为静态内部类有一个this指针，故在实例化时，需要一个外部类的对象。