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Info B VL 14: Java
Collections/Reflections
Objektorientiere Programmierung in Java
2003
Ute Schmid (Vorlesung)
Elmar Ludwig (Übung)
FB Mathematik/Informatik, Universität Osnabrück
Info B VL 14: Java Collections/Reflections – p.271
Java Collection Klassen
Java collection framework in java.util: wichtige
Klassen und Interfaces, um mit Collections zu arbeiten
Bis Java 1.1: nur Vector (jetzt ArrayList) und
HashTable (jetzt HashMap)
Zwei Grundtypen von Collections:
1. Collection (Interface): Gruppe von Objekten
mit Set (Interface) als Collections ohne Dublikate
und List (Interface) als Collection mit geordneten
Elementen
2. Map (Interface): Menge von Assoziationen
(Mappings) zwischen Objekten.
weitere Interfaces: Iterator, ListIterator.
Ähnlich zum Enumeration-Interface
Info B VL 14: Java Collections/Reflections – p.272
‘Iterator’
public interface Iterator {
boolean hasNext(); // vgl. hasMoreElements()
Object next();
// vgl. nextElement()
// in Enumeration
void remove();
// zusaetzlich
}
remove() erlaubt sicheres Löschen von Elementen
während der Iteration.
Gelöscht wird das als letztes von next() gelieferte
Element.
Modifikation der Collection während ihrer Aufzählung
ist mit remove() (und nur mit remove()) möglich!
Info B VL 14: Java Collections/Reflections – p.273
Anmerkungen ‘Collections’
Für Objekte eigener Klassen, die in Collections
gespeichert werden sollen, sollten die Methoden
equals() und hashcode() entsprechend der
gewünschten Funktionalität überschrieben werden.
Die Klasse Collections liefert statische Methoden
und Konstanten, die beim Arbeiten mit Collections
nützlich sind.
Info B VL 14: Java Collections/Reflections – p.274
Struktur der Collection Klassen
java.lang
java.util
Object
AbstractCollection
AbstractList
AbstractSet
Collection
<<interface>>
Map
<<interface>>
ArrayList
C S
Vector
C S
HashSet
C S
TreeSet
C S
LinkedList C S
Stack
List
<<interface>>
Set
<<interface>>
AbstractMap
AbstractSequentialList
HashMap
C S
TreeMap
C S
SortedSet
<<interface>>
Comparator
<<interface>>
Iterator
<<interface>>
ListIterator
<<interface>>
SortedMap
<<interface>>
(S: implements Serializable, C: implements Clonable)
Info B VL 14: Java Collections/Reflections – p.275
Reflections
java.lang.reflect
Das Reflection-API repräsentiert (reflektiert) Klassen,
Schnittstellen und Objekte in der aktuellem JVM
Anwendung: vor allem für Debugger, Class-Browser,
GUI-Builder
auch Parser
Info B VL 14: Java Collections/Reflections – p.276
Methodenübersicht
Bestimmung der Klasse eines Objekts.
Information über Modifikatoren, Felder, Methoden,
Konstruktoren, Oberklassen einer Klasse.
Information, welche Konstanten und
Methoden-Deklarationen zu einem Interface gehören.
Erzeugung einer Instanz einer Klasse, deren Namen
erst zur Laufzeit bekannt ist.
Zugriff und Belegung eines Objekt-Feldes, auch wenn
der Name des Feldes erst zur Laufzeit bekannt ist.
Aufruf (Invocation) einer Methode eines Objekts, auch
wenn die Methode erst zur Laufzeit bekannt ist.
Erzeugen eines neuen Arrays, dessen Grösse und
Komponenten-Typ erst zur Laufzeit bekannt sind, und
Modifikation von Komponenten.
Info B VL 14: Java Collections/Reflections – p.277
Klasse ‘Class’
Klasse Class ist Unterklasse von Object
Für jede von der JVM geladene Klasse existiert genau
ein Class-Objekt.
Dieses Objekt kann durch Aufruf der
getClass()-Methode für jede beliebige Instanz
besorgt werden.
wichtige Methoden:
public final class Class extends Object implements Serializable {
public static Class forName(String name)
throws ClassNotFoundException;
public Field[] getFields() throws SecurityException;
public Method[] getMethods() throws SecurityException;
public Constructor[] getConstructors() throws SecurityException;
}
Info B VL 14: Java Collections/Reflections – p.278
‘Method’
public final class Method extends AccessibleObject implements Member {
public String getName();
public Class[] getParameterTypes();
public Class getReturnType();
public Object invoke(Object obj, Object[] args)
throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException,
InvocationTargetException;
// many more
}
Info B VL 14: Java Collections/Reflections – p.279
‘Field’
public final class Field extends AccessibleObject implements Member {
public String getName();
public Class getType();
public boolean equals(Object obj);
public int hashCode();
// many more
}
Info B VL 14: Java Collections/Reflections – p.280
‘Constructor’
public final class Constructor extends AccessibleObject implements Member {
public String getName();
public Class[] getParameterTypes();
public Class[] getExceptionTypes();
public Object newInstance(Object[] initargs) throws
InstantiationException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException;
// many more
}
Info B VL 14: Java Collections/Reflections – p.281
Inspektion von Klassen
Name der Klasse zur Compile-Zeit bekannt:
Class c = Circle.class
sonst:
Circle k = new Circle();
Class c = k.getClass();
Class s = c.getSuperClass();
String st = c.getName(); // voll qualifizierter Name
Class d = Class.forName(st);
Beispielcode in code/reflections: Abruf weiterer Informationen: Klassenfelder, implementiertes Interface, Konstruktoren, Methoden-Information
Info B VL 14: Java Collections/Reflections – p.282
Dynamische Erzeugung von Objekten
new-Operrator für bekannten Konstruktur, ansonsten
newInstance() Methode
import java.awt.Rectangle;
class SampleNoArg {
public static void main(String[] args) {
Rectangle r = (Rectangle) createObject("java.awt.Rectangle");
System.out.println(r);
}
static Object createObject(String className) {
Object object = null;
try {
Class classDefinition = Class.forName(className);
object = classDefinition.newInstance();
} catch (InstantiationException e) { System.err.println(e); }
catch (IllegalAccessException e) { System.err.println(e); }
catch (ClassNotFoundException e) { System.err.println(e); }
return object;
}
}
Ausgabe: java.awt.Rectangle[x=0,y=0,width=0,height=0]
Info B VL 14: Java Collections/Reflections – p.283
Anmerkung
Objekterzeugung auch mit Konstruktor-Argumenten
möglich (nutze getConstructor)
Info B VL 14: Java Collections/Reflections – p.284
Method Invocation
Beispielcode: SampleInvoke
Info B VL 14: Java Collections/Reflections – p.285
Bemerkungen (1)
Reflections erlauben, Entscheidungen auf die Laufzeit
zu verschieben, die man zur Compile-Zeit nicht treffen
will oder kann
(z.B. Erzeugung von Objekten von zur Compile-Zeit
unbekannten Klassen).
Dadurch müssen bestimmte Arbeiten, die
normalerweise der Compiler leistet, zur Laufzeit
erledigt werden (z.B. NoSuchMethodException).
Man sollte nicht unbedingt das Reflection API
verwenden, wenn sich andere Möglichkeiten ergeben.
Beispiel: Anstatt Method-Objekte zu benutzen, ist es
meist sinnvoller, ein Interface zu definieren und in der
Klasse, die eine bestimmte Methode haben soll, zu
implementieren.
Info B VL 14: Java Collections/Reflections – p.286
Bemerkungen (2)
Bei dynamischer Erzeugung und Nutzung von
Objekten (Methoden) können viele Exceptions
auftreten.
Dynamisches Laden von Klassen kann einfach mit
Class realisiert werden:
Class c = Class.forName(classname) (siehe
z.B. Kapitel “Collections”, Test
Alternativen: java.lang.ClassLoader oder
java.net.URLClassLoader.
Info B VL 14: Java Collections/Reflections – p.287