Как обращаться к методам класса, заданного динамически?

#java #android

В текущем классе необходимо программно определять имя другого класса (вида "ClassNumPath
+ i" ) и далее вызывать его методы.

Файлы классов ClassNumPath0.java (а так же ClassNumPath1.java .. ClassNumPath5.java)
существуют и их методы вызываются без ошибок, если обращаться к ним в коде напрямую,
например:

ClassNumPath0.initPositions();


или

ClassNumPath4.initPositions();


.. то никаких проблем нет - все работает как надо, отрисовка в onDraw производится
и прочее... Но мне нужно определять имя класса ClassNumPathХ  динамически и иметь возможность
менять это имя имя класса по ходу действия.

Часть кода над которым я бьюсь:

public class ClassNumPath extends SurfaceView implements SurfaceHolder.Callback {
...
   int currentNum = 5;
   String currentClassName;
   Class cClass;
...

@Override
protected void onDraw(Canvas canvas) {
   if (needInitialazation) {
      currentClassName = "com.mytestapp.testapp.ClassNumPath" + currentNum;
      cClass = Class.forName(currentClassName);

      cClass.initPositions(); // Ошибка: Cannot resolve method 'initPositions()'
      ClassNumPath5.initPositions(); // А это работает правильно

      Log.d("INF", "currentClassName = " + currentClassName);
      Log.d("INF", "cClass = " + cClass);
      // Эти логи выдают правильное имя класса com.mytestapp.testapp.ClassNumPath5
   }
   ...
   cClass.checkState(); // Ошибка: Cannot resolve method 'checkState()'
   ClassNumPath5.checkState(); // А это работает правильно
   ...
}


Итак, вопрос: 

Каким образом можно обращаться к методам класса, чье имя было задано динамически?

Или, пожалуйста, подскажите вариант как по-другому решить задачу. Не хочется выстраивать
большую конструкцию с операторами типа Case с выбором нужного имени класса в зависимости
от значения currentNum, так как классов ClassNumPathХ может быть более 100 штук.
    

Ответы

Ответ 1

Начнем со строки

Class cClass;


Класс Class в Java представляет собой метаинформацию о некотором классе - о его полях,
методах и прочем. У любого класса есть поле class, которое содержит экземпляр типа Class.  

Когда вы вызываете Class.forName вы создаете не экземпляр целевого класса, а экземпляр
такого метаописания целевого класса. Поэтому вы и не можете вызвать ни initPositions(),
ни checkState() - таких методов у Class попросту нет.

Мы всегда можем создать новый экземпляр целевого класса из его метаописания, при
помощи метода Class.newInstance(). Это выглядит так:

Class clazz = Class.forName(currentClassName);
Object a = clazz.newInstance();


Поскольку в момент написания кода и компиляции ни мы ни jvm еще не знает, что это
будет за класс, мы вынуждены сохранить экземпляр в переменной типа Object. Однако это
лишает нас возможности "дотянуться" до нужных методов. 

Решение 1. Грубо и "в лоб"

Разберемся, что можно сделать. Из приведенного вами кода следует, что методы initPositions()
и checkState() статические. Это не очень здорово, потому что единственный способ вызвать
их - рефлексия и в общем случае в клиентском (не системном/библиотечном) коде не стоит
так делать. 

Итак, нам нужно получить из экземпляра Class метаинформацию о методе initPositions()
и заставить метод исполниться. Для этого у нас в распоряжении есть Class.getDeclaredMethod(),
возвращающий экземпляр типа Method.  В свою очередь, в классе Method есть метод invoke(Object
obj, Object... args), позволяющий выполнить описываемый классом метод. Все вместе это
будет выглядеть так:

Class clazz = Class.forName(currentClassName);
Method m = clazz.getDeclaredMethod("initPositions");
m.invoke(null); // параметр null - т.к. метод статический и не требует экземпляр класса


Метод выполнится, но все это не очень здорово, т.к. мы напрямую работаем с кишками jvm.



Решение 2. Пересмотр дизайна классов

Вообще говоря, потребность вызывать методы классов через рефлексию должна натолкнуть
на мысль в дизайне классов. Я не знаю, решаемой вами задачи, но для начала стоит избавиться
от статических методов и вынести их в общий интерфейс. 

То есть, объявить интерфейс, что-то вроде:

public interface IClassNumPath {
    void initPositions();
    void checkState();
    // ... другие методы общие для классов  
}


и реализовать этот интерфейс в ваших классах ClassNumPath1, ClassNumPath2, и т.д.

Теперь при создании экземпляра из Class мы сможем присвоить его переменной типа IClassNumPath
и вызывать методы напрямую:

Class clazz = Class.forName(currentClassName);
IClassNumPath classNumPath = (IClassNumPath) clazz.newInstance();
classNumPath.initPositions(); // все честно и без рефлексии.


Если статическое состояние крайне необходимо - рассмотрите возможность вынесения
его в отдельный общий класс и передачу в экземпляры IClassNumPath через сеттер.


Ответ 2

Благодарю @nofate за помощь!
Я использовал предложенное им Решение №2 с объявлением интерфейса.
Действительно, все методы в пронумерованных классах ClassNumPathX одинаковы и вовсе
не обязаны быть статическими.
Единственное замечание, в строке:

 IClassNumPath classNumPath = (IClassNumPath) clazz.newInstance();


Android Studio выдавал ошибку на IClassNumPath, поэтому я заменил его на название
интерфейса ClassNumPath (без префикса I):



В итоге решение получилось такое:

В классе ClassNumPath объявил интерфейс NumPath с набором общих методов для всех
нумерованных классов 'ClassNumPathX`

 public class ClassNumPath extends SurfaceView implements SurfaceHolder.Callback {
    ...
    public static NumPath cNumPath;
    ...
    // дать имя ClassNumPath интерфейсу внутри класса ClassNumPath уже нельзя
    public interface NumPath {
       void initPositions();
       void checkState();
    }
    ...
    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
       if (needInitialazation) {
          currentClassName = "com.mytestapp.testapp.ClassNumPath" + currentNum;
          Class clazz = Class.forName(currentClassName);
          NumPath cNumPath = (NumPath) clazz.newInstance();
          cNumPath.initPositions();
       }
       ...
       // Поскольку cNumPath объявлен как public, то можно пользоваться им в любом месте
       cNumPath.checkState();
    ...
    }
}


В самих нумерованных классах ClassNumPathХ даже и не пришлось ничего особо менять.
Только добавил implements ClassNumPath.NumPath и @Override к методам и убрал из них static:

public class ClassNumPath4 implements ClassNumPath.NumPath {
   ...
   @Override
   public void initPositions() {
      ...
   }

   @Override
   public void checkState() {
      ...
   }
}