Java SE 学习笔记（十七）—— 单元测试、反射

1 单元测试
- 1.1 单元测试概述
- 1.2 单元测试快速入门
- 1.3 JUnit 常用注解
2 反射
- 2.1 反射概述
- 2.2 获取类对象
- 2.3 获取构造器对象
- 2.4 获取成员变量对象
- 2.5 获取常用方法对象
- 2.6 反射的作用
- - 2.6.1 绕过编译阶段为集合添加数据
  - 2.6.2 通用框架的底层原理

1 单元测试

1.1 单元测试概述

开发好的系统中存在很多方法，如何对这些方法进行测试？
以前我们都是将代码全部写完再进行测试。其实这样并不是很好。在以后工作的时候，都是写完一部分代码，就测试一部分。这样，代码中的问题可以得到及时修复。也避免了由于代码过多，从而无法准确定位到错误的代码。

单元测试就是针对最小的功能单元编写测试代码， Java 程序最小的功能单元是方法，因此，单元测试就是针对 Java 方法的测试，进而检查方法的正确性。

JUnit 是使用 Java 语言实现的单元测试框架，它是开源的， Java 开发者都应当学习并使用 JUnit 编写单元测试。此外，几乎所有的 IDE 工具都集成了 JUnit，这样我们就可以直接在 IDE 中编写并运行 JUnit测试。

JUnit优点：

可以灵活的选择执行哪些测试方法，也可以一键执行全部测试方法
可以生成全部方法的测试报告，如果测试良好则是绿色；如果测试失败，则变成红色
单元测试中的某个方法测试失败了，不会影响其他测试方法的测试

1.2 单元测试快速入门

需求：使用单元测试进行业务方法预期结果、正确性测试的快速入门

分析：

将 JUnit 的 jar 包导入到项目中
- IDEA 通常整合好了 JUnit 框架，一般不需要导入。
- 如果 IDEA 没有整合好，需要自己手工导入如下 2 个 JUnit 的 jar 包到模块
编写测试方法：该测试方法必须是公共的无参数无返回值的非静态方法。
在测试方法上使用 @Test 注解：标注该方法是一个测试方法
在测试方法中完成被测试方法的预期正确性测试。
选中测试方法，选择JUnit 运行 ，如果测试良好则是绿色；如果测试失败，则是红色

示例代码

要测试的方法

public class UserService {
    public String login(String name,String passwd){
        if ("admin".equals(name) && "123456".equals(passwd)){
            return "登陆成功";
        }else{
            return "用户名或密码错误！";
        }
    }
    public void selectNames(){
//        System.out.println(10/0);
        System.out.println("查询全部用户成功！");
    }
}

测试方法

import org.junit.Assert;
import org.junit.Test;

public class TestUserService {
    // 测试方法（公开的无参数无返回值的非静态方法）
    @Test
    public void testLogin(){
        UserService userService = new UserService();
        String rs = userService.login("admin", "123456");
        // 进行预期结果的正确性测试
        Assert.assertEquals("您的登录业务出现问题","登陆成功",rs);
    }
    @Test
    public void testSelectNames(){
        UserService userService = new UserService();
        // 要测试的方法没有返回值，不用断言
        userService.selectNames();
    }
}

一个业务要对应一个测试方法

1.3 JUnit 常用注解

Junit 4.xxxx 版本

在这里插入图片描述

Junit 5.xxxx 版本

在这里插入图片描述

2 反射

2.1 反射概述

反射是指对于任何一个 Class 类，在 " 运行的时候 " 都可以直接得到这个类全部成分。

在运行时 , 可以直接得到这个类的构造器对象： Constructor
在运行时 , 可以直接得到这个类的成员变量对象：Field
在运行时 , 可以直接得到这个类的成员方法对象： Method

这种运行时动态获取类信息以及动态调用类中成分的能力称为 Java 语言的反射机制。
反射的第一步都是先得到编译后的 Class 类对象，然后就可以得到 Class 的全部成分。

2.2 获取类对象

获取 class 对象的有以下三种方式

在这里插入图片描述

示例代码

Student 类

package com.huwei;

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
        System.out.println("无参构造器执行！");
    }

    public Student(String name, int age) {
        System.out.println("有参构造器执行！");
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

测试类

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        // 1. 通过Class类中的静态方法forName("全限名")来获取
        Class c = Class.forName("com.huwei.Student");
        System.out.println(c); // class com.huwei.Student

        // 2. 通过class属性来获取
        Class c1 = Student.class;
        System.out.println(c1); // class com.huwei.Student

        // 3. 利用对象的getClass方法来获取
        Student s = new Student();
        Class c2 = s.getClass();
        System.out.println(c2); // class com.huwei.Student
    }
}

注意：

第一种方式forName(String className)中的className为全限名（包名+类名）

已经获取类对象了，接下来就可以获取以下对象

在这里插入图片描述

2.3 获取构造器对象

Class类中用于获取构造器的方法

在这里插入图片描述

示例代码

import java.lang.reflect.Constructor;

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
        // 获取类对象
        Class c = Student.class;
//        System.out.println(c); // class com.huwei.Student

        // 提取类中全部的构造器（只能是公开的构造器）
        Constructor[] cons1 = c.getConstructors();
        // 遍历构造器
        for (Constructor con : cons1) {
            System.out.println(con.getName() + "=====>" + con.getParameterCount());
        }
        System.out.println("-------------------------------------");
        // 提取类中全部的构造器，包括私有
        Constructor[] cons2 = c.getDeclaredConstructors();
        // 遍历构造器
        for (Constructor con : cons2) {
            System.out.println(con.getName() + "=====>" + con.getParameterCount());
        }
        System.out.println("-------------------------------------");
        // 获取单个构造器（无参构造器），只能是公开的（如果无参构造器私有会报错）
        Constructor con1 = c.getConstructor();
        System.out.println(con1.getName() + "=====>" + con1.getParameterCount());
        System.out.println("-------------------------------------");
        // 获取单个构造器（无参构造器），包括私有
        Constructor con2 = c.getDeclaredConstructor();
        System.out.println(con2.getName() + "=====>" + con2.getParameterCount());
        System.out.println("-------------------------------------");
        // 获取单个构造器（有参构造器），只能是公开的（如果有参构造器私有会报错）
        Constructor con3 = c.getConstructor(String.class, int.class);
        System.out.println(con3.getName() + "=====>" + con3.getParameterCount());
        System.out.println("-------------------------------------");
        // 获取单个构造器（有参构造器），包括私有
        Constructor con4 = c.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
        System.out.println(con4.getName() + "=====>" + con4.getParameterCount());
    }
}

获取构造器的作用依然是初始化一个对象返回

Constructor类中用于创建对象的方法

在这里插入图片描述

import java.lang.reflect.Constructor;

public class Test2 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        // 获取类对象
        Class c = Student.class;
        
        // 获取单个构造器（无参构造器），包括私有
        Constructor con1 = c.getDeclaredConstructor();
        System.out.println(con1.getName() + "=====>" + con1.getParameterCount());
        // 如果遇到了私有构造器，可以暴力反射
        con1.setAccessible(true); // 权限被打开，仅当前这次
        Student s1 = (Student) con1.newInstance();
        System.out.println(s1);
        
        System.out.println("--------------------------------");

        // 获取单个构造器（有参构造器），包括私有
        Constructor con2 = c.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
        System.out.println(con2.getName() + "=====>" + con2.getParameterCount());
        Student s2 = (Student) con2.newInstance("孙悟空",50000);
        System.out.println(s2);
    }
}

如果遇到非 public 的构造器，需要打开权限（暴力反射），然后再创建对象，说明反射可以破坏封装性，私有的也可以执行了

2.4 获取成员变量对象

Class类中用于获取成员变量的方法

在这里插入图片描述

示例代码

import java.lang.reflect.Field;

public class Test3 {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException {
        // 获取类对象
        Class c = Student.class;
        // 获取全部成员变量，包括私有
        Field[] fields = c.getDeclaredFields();
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field.getName()+"=====>"+field.getType());
        }

        System.out.println("----------------------");

        // 获取某一个成员变量，包括私有
//        Field field = c.getDeclaredField("name");
        Field field = c.getDeclaredField("age");
        System.out.println(field.getName()+"=====>"+field.getType());
    }
}

获取成员变量的作用依然是在某个对象中取值、赋值

Filed 类中用于取值、赋值的方法

在这里插入图片描述

示例代码

import java.lang.reflect.Field;

public class Test4 {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
        // 获取类对象
        Class c = Student.class;
        // 获取某一个成员变量，包括私有
        Field name = c.getDeclaredField("name");

        name.setAccessible(true); // 暴力打开权限
        // 赋值
        Student s = new Student();
        name.set(s,"小明");
        System.out.println(s);
        // 取值
        String name1 = (String) name.get(s);
        System.out.println(name1);
    }
}

2.5 获取常用方法对象

Class类中用于获取成员方法的方法

在这里插入图片描述

获取成员方法的作用依然是在某个对象中执行此方法

Method类中用于触发执行的方法

在这里插入图片描述

示例代码

定义Dog类

public class Dog {
    private String name;

    public Dog() {
    }

    public Dog(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void run(){
        System.out.println("狗在跑");
    }
    public String eat(String name){
        System.out.println(name+"在吃");
        return "吃的很开心！";
    }
    private void eat(){
        System.out.println("吃啥");
    }

}

测试类

import java.lang.reflect.Method;

public class Test5 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 获取类对象
        Class c = Dog.class;
        // 提取全部方法，包括私有
        Method[] methods = c.getDeclaredMethods();
        for (Method method : methods) {
            System.out.println(method.getName() + "=====>" + method.getReturnType() + "====>" + method.getParameterCount());
        }
        // 提取单个方法，包括私有
        Method eat1 = c.getDeclaredMethod("eat"); // 无参的eat方法
        Method eat2 = c.getDeclaredMethod("eat", String.class); // 有参的eat方法

        eat1.setAccessible(true); // 暴力反射

        // 触发方法的执行
        Dog d = new Dog();
        Object rs1 = eat1.invoke(d); // 方法如果是没有返回值的，则返回的是null
        System.out.println(rs1);
        Object rs2 = eat2.invoke(d, "小黑");
        System.out.println(rs2);
    }
}

2.6 反射的作用

2.6.1 绕过编译阶段为集合添加数据

反射是作用在运行时的技术，此时集合的泛型将不能产生约束了，此时是可以为集合存入其他任意类型的元素的。

泛型只是在编译阶段可以约束集合只能操作某种数据类型，在编译成 Class 文件进入运行阶段的时候，其真实类型都是 ArrayList 了，泛型相当于被擦除了。

反射是作用在运行时的技术，此时已经不存在泛型了。

示例代码

import java.lang.reflect.Method;
import java.util.ArrayList;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>();
        ArrayList<Integer> list2 = new ArrayList<>();

        // 编译成 Class 文件进入运行阶段的时候，泛型会自动擦除。===> ArrayList.class
        System.out.println(list1.getClass()); // class java.util.ArrayList
        System.out.println(list2.getClass()); // class java.util.ArrayList
        System.out.println(list1.getClass() == list2.getClass()); // true

        System.out.println("=======================================");

        ArrayList<Integer> list3 = new ArrayList<>();
        list3.add(11);
        list3.add(22);
//        list3.add("哈哈哈"); // 报错
        Class c = list3.getClass(); // ArrayList.class ===> public boolean add(E e)
//        // 定位c中的add方法
        Method add = c.getDeclaredMethod("add", Object.class);
        boolean rs = (boolean)add.invoke(list3, "嘿嘿嘿");
        System.out.println(rs); // true
        System.out.println(list3); // [11, 22, 嘿嘿嘿]

		// 还有一种方法可以突破泛型的限制
		ArrayList list4 = list3;
		list4.add("呜呼啦胡");
		list4.add(false);
		System.out.println(list3); // [11, 22, 嘿嘿嘿, 呜呼啦胡, false]
    }
}

2.6.2 通用框架的底层原理

反射可以做通用框架

需求：给你任意一个对象，在不清楚对象字段的情况可以，可以把对象的字段名称和对应值存储到文件中去。

分析

定义一个方法，可以接收任意类的对象。
每次收到一个对象后，需要解析这个对象的全部成员变量名称。
这个对象可能是任意的，那么怎么样才可以知道这个对象的全部成员变量名称呢？
使用反射获取对象的 Class 类对象，然后获取全部成员变量信息。
遍历成员变量信息，然后提取本成员变量在对象中的具体值
存入成员变量名称和值到文件中去即可

示例代码

存在Teacher、Student类

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.PrintStream;
import java.lang.reflect.Field;

public class MybatisUtil {
    /**
     保存任意类型的对象
     * @param obj
     */
    public static void save(Object obj){
        try (
                PrintStream ps = new PrintStream(new FileOutputStream("reflect/src/data.txt", true));
        ){
            // 1、提取这个对象的全部成员变量：只有反射可以解决
            Class c = obj.getClass();  //   c.getSimpleName()获取当前类名   c.getName获取全限名：包名+类名
            ps.println("================" + c.getSimpleName() + "================");

            // 2、提取它的全部成员变量
            Field[] fields = c.getDeclaredFields();
            // 3、获取成员变量的信息
            for (Field field : fields) {
                String name = field.getName();
                // 提取本成员变量在obj对象中的值（取值）
                field.setAccessible(true);
                String value = field.get(obj) + "";
                ps.println(name  + "=" + value);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

/**
   目标：提供一个通用框架，支持保存所有对象的具体信息。
 */
public class ReflectDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Student s = new Student();
        s.setName("猪八戒");
        s.setClassName("西天跑路1班");
        s.setAge(1000);
        s.setHobby("吃，睡");
        s.setSex('男');
        MybatisUtil.save(s);

        Teacher t = new Teacher();
        t.setName("波仔");
        t.setSex('男');
        t.setSalary(6000);
        MybatisUtil.save(t);
    }
}