僅從類名構造 Java 對象
1. 概述
在本教程中，我們將探索使用類名創建 Java 對象的過程。 Java Reflection API 提供了多種方法來完成此任務。然而，確定最適合當前情況的方法可能具有挑戰性。
為了解決這個問題，讓我們從一個簡單的方法開始，逐步將其改進為更有效的解決方案。
2. 使用類名創建對象
讓我們想像一下汽車服務中心。該中心負責機動車輛的維護和維修，使用工作卡對服務請求進行分類和管理。我們可以將其表示為類圖：
讓我們看一下MaintenanceJob和RepairJob類：
public class MaintenanceJob {
public String getJobType() {
return "Maintenance Job";
}
}public class RepairJob {
public String getJobType() {
return "Repair Job";
}
}現在，讓我們實現BronzeJobCard ：
public class BronzeJobCard {
private Object jobType;
public void setJobType(String jobType) throws ClassNotFoundException,
NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
Class jobTypeClass = Class.forName(jobType);
this.jobType = jobTypeClass.getDeclaredConstructor().newInstance();
}
public String startJob() {
if(this.jobType instanceof RepairJob) {
return "Start Bronze " + ((RepairJob) this.jobType).getJobType();
}
if(this.jobType instanceof MaintenanceJob) {
return "Start Bronze " + ((MaintenanceJob) this.jobType).getJobType();
}
return "Bronze Job Failed";
}
}在BronzeJobCard中， [Class.forName()](https://docs.oracle.com/en/java/javase/11/docs/api/java.base/java/lang/Class.html#forName(java.lang.String))採用類的完全限定名稱來返回原始作業對象。稍後， startJob()對原始對象使用類型轉換來獲取正確的作業類型。除了這些缺點之外，還存在處理異常的開銷。
讓我們看看它的實際效果：
@Test
public void givenBronzeJobCard_whenJobTypeRepairAndMaintenance_thenStartJob() throws ClassNotFoundException,
InvocationTargetException, NoSuchMethodException, InstantiationException, IllegalAccessException {
BronzeJobCard bronzeJobCard1 = new BronzeJobCard();
bronzeJobCard1.setJobType("com.baeldung.reflection.createobject.basic.RepairJob");
assertEquals("Start Bronze Repair Job", bronzeJobCard1.startJob());
BronzeJobCard bronzeJobCard2 = new BronzeJobCard();
bronzeJobCard2.setJobType("com.baeldung.reflection.createobject.basic.MaintenanceJob");
assertEquals("Start Bronze Maintenance Job", bronzeJobCard2.startJob());
}所以，上述方法啟動了兩個作業，一個修復作業和一個維護作業。
幾個月後，服務中心也決定開始油漆工作。因此，我們創建了一個新類PaintJob ，但是BronzeJobCard可以容納這個新添加的類嗎？讓我們來看看：
@Test
public void givenBronzeJobCard_whenJobTypePaint_thenFailJob() throws ClassNotFoundException,
InvocationTargetException, NoSuchMethodException, InstantiationException, IllegalAccessException {
BronzeJobCard bronzeJobCard = new BronzeJobCard();
bronzeJobCard.setJobType("com.baeldung.reflection.createobject.basic.PaintJob");
assertEquals("Bronze Job Failed", bronzeJobCard.startJob());
}那就慘敗了！由於使用原始對象， BronzeJobCard無法處理新的PaintJob 。
3. 使用原始類對象創建對象
在本節中，我們將升級作業卡以使用java.lang.Class而不是類名稱來創建作業。首先看一下類圖：
讓我們看看SilverJobCard與BronzeJobCard有什麼不同：
public class SilverJobCard {
private Object jobType;
public void setJobType(Class jobTypeClass) throws
NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
this.jobType = jobTypeClass.getDeclaredConstructor().newInstance();
}
public String startJob() {
if (this.jobType instanceof RepairJob) {
return "Start Silver " + ((RepairJob) this.jobType).getJobType();
}
if (this.jobType instanceof MaintenanceJob) {
return "Start Silver " + ((MaintenanceJob) this.jobType).getJobType();
}
return "Silver Job Failed";
}
}它不再依賴作業類的完全限定名稱來創建對象。然而，原始對象和異常的問題仍然沒有改變。
如下所示，它還可以處理創建作業然後啟動它們：
@Test
public void givenSilverJobCard_whenJobTypeRepairAndMaintenance_thenStartJob() throws InvocationTargetException,
NoSuchMethodException, InstantiationException, IllegalAccessException {
SilverJobCard silverJobCard1 = new SilverJobCard();
silverJobCard1.setJobType(RepairJob.class);
assertEquals("Start Silver Repair Job", silverJobCard1.startJob());
SilverJobCard silverJobCard2 = new SilverJobCard();
silverJobCard2.setJobType(MaintenanceJob.class);
assertEquals("Start Silver Maintenance Job", silverJobCard2.startJob());
}但是，與BronzeJobCard一樣， SilverJobCard也無法適應新的PaintJob ：
@Test
public void givenSilverJobCard_whenJobTypePaint_thenFailJob() throws ClassNotFoundException,
InvocationTargetException, NoSuchMethodException, InstantiationException, IllegalAccessException {
SilverJobCard silverJobCard = new SilverJobCard();
silverJobCard.setJobType(PaintJob.class);
assertEquals("Silver Job Failed", silverJobCard.startJob());
}此外，方法setJobType()不限制除RepairJob和MaintenanceJob.這可能會導致在開發階段出現錯誤的代碼。
4. 使用Class對象和泛型創建對象
之前，我們了解了原始對像如何影響代碼質量。在本節中，我們將解決它。但首先，看一下類圖：
這一次，我們擺脫了原始物體。 GoldJobCard採用類型參數並在 setJobType() 方法中使用泛型**setJobType() .**讓我們檢查一下實現：
public class GoldJobCard<T> {
private T jobType;
public void setJobType(Class<T> jobTypeClass) throws
NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
this.jobType = jobTypeClass.getDeclaredConstructor().newInstance();
}
public String startJob() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
return "Start Gold " + this.jobType.getClass().getMethod("getJobType", null)
.invoke(this.jobType).toString();
}
}有趣的是， startJob()現在使用 Reflection API 調用對像上的方法。最後，我們還擺脫了類型轉換的需要。讓我們看看它的行為方式：
@Test
public void givenGoldJobCard_whenJobTypeRepairMaintenanceAndPaint_thenStartJob() throws InvocationTargetException,
NoSuchMethodException, InstantiationException, IllegalAccessException {
GoldJobCard<RepairJob> goldJobCard1 = new GoldJobCard();
goldJobCard1.setJobType(RepairJob.class);
assertEquals("Start Gold Repair Job", goldJobCard1.startJob());
GoldJobCard<MaintenanceJob> goldJobCard2 = new GoldJobCard();
goldJobCard2.setJobType(MaintenanceJob.class);
assertEquals("Start Gold Maintenance Job", goldJobCard2.startJob());
GoldJobCard<PaintJob> goldJobCard3 = new GoldJobCard();
goldJobCard3.setJobType(PaintJob.class);
assertEquals("Start Gold Paint Job", goldJobCard3.startJob());
}在這裡，它也處理PaintJob 。
但是，我們仍然無法在開發階段限制傳遞到startJob()方法的對象。因此，對於沒有getJobType()方法（如MaintenanceJob 、 RepairJob,和PaintJob ）的對象，它將失敗。
5. 使用類型參數擴展創建對象
是時候解決之前提出的問題了。我們先從習慣的類圖開始：
我們引入了Job接口，所有Job對像都必須實現該接口。此外， PlatinumJobCard現在僅接受由T extends Job參數指示的Job對象。
實際上，這種方法非常類似於工廠設計模式。我們可以引入一個JobCardFactory來處理 Job 對象的創建。
繼續，我們現在可以看看實現：
public class PlatinumJobCard<T extends Job> {
private T jobType;
public void setJobType(Class<T> jobTypeClass) throws
NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
this.jobType = jobTypeClass.getDeclaredConstructor().newInstance();
}
public String startJob() {
return "Start Platinum " + this.jobType.getJobType();
}
}通過引入Job接口，我們擺脫了 Reflection API 和startJob()方法的類型轉換。值得慶幸的是，現在PlatinumJobCard將能夠處理未來的Job類型，而無需對其進行任何修改。讓我們看看它的實際效果：
@Test
public void givenPlatinumJobCard_whenJobTypeRepairMaintenanceAndPaint_thenStartJob() throws InvocationTargetException,
NoSuchMethodException, InstantiationException, IllegalAccessException {
PlatinumJobCard<RepairJob> platinumJobCard1 = new PlatinumJobCard();
platinumJobCard1.setJobType(RepairJob.class);
assertEquals("Start Platinum Repair Job", platinumJobCard1.startJob());
PlatinumJobCard<MaintenanceJob> platinumJobCard2 = new PlatinumJobCard();
platinumJobCard2.setJobType(MaintenanceJob.class);
assertEquals("Start Platinum Maintenance Job", platinumJobCard2.startJob());
PlatinumJobCard<PaintJob> platinumJobCard3 = new PlatinumJobCard();
platinumJobCard3.setJobType(PaintJob.class);
assertEquals("Start Platinum Paint Job", platinumJobCard3.startJob());
}六，結論
在本文中，我們探討了使用類名和Class對象創建對象的各種方法。我們展示了相關對像如何實現基本接口。然後，它可以進一步用來簡化對象創建過程。使用這種方法，不需要類型轉換，而且它確保了Job接口的使用，在開發過程中強制執行類型檢查。
與往常一樣，本文中使用的代碼可以 在 GitHub 上找到。