继承：是否有一种方法可以发现调用方法的类？

Question

使用以下代码：

class SuperTest {
    SuperTest() { whoAmI(); }
    void whoAmI() { System.out.println(getClass().getName()); }
}

class Test extends SuperTest {
    Test() { whoAmI(); }        
}

new Test()会打印两次"Test"。作为一个初学者，我原本期望输出结果是"SuperTest / Test"。现在我明白了为什么这不可能实现，以及为什么隐式的this只会引用子类型。

然而，我找不到应该如何编写whoAmI()才能实际打印出SuperTest / Test。 换句话说：如何让whoAmI()访问它所“调用的”类型的名称？

编辑：我正在更改问题的标题，以便更好地描述问题。 （旧标题为：继承：是否有一种“类似于this”的结构可以从派生类型引用超类型）。

- mins

Answer 1

这是预期的行为，因为在这两种情况下都调用了类型为Test的同一对象上的getType()。这是因为JVM在调用基类构造函数时知道正在创建的对象的类型是派生类Test的类型，因此打印的就是该类型。

这种行为并不适用于所有编程语言，但在Java中是这样工作的。

如果一个类想要访问自己的Class对象，它可以使用SuperTest.class表达式来静态地实现。

要获得所需的行为，您可以像这样从构造函数将类传递给whoAmI：

class SuperTest {
    SuperTest() { whoAmI(SuperTest.class); }
    void whoAmI(Class c) { System.out.println(c.getName()); }
}
class Test extends SuperTest {
    Test() { whoAmI(Test.class); }        
}

- Sergey Kalinichenko

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糟糕，我的意思是“调用该方法的类”。但我担心答案仍然有效。 - mins

@mins 您说得对，除非调用者告诉方法，否则无法确定一个方法从哪个类中调用。 - Sergey Kalinichenko

@mins，有一种方法可以让一个方法在运行时获取它的调用者的名称：创建一个新的Throwable，调用它的fillInStackTrace()方法，调用它的getStackTrace()方法，并查看数组中的第一个StackTraceElement。坏消息是，你可以得到调用方法的名称，但不能得到签名，你可以得到调用者类的名称，但不能得到包名；因此没有足够的信息来明确地识别调用者，但可能有足够的信息进行调试/日志记录。 - Solomon Slow

聪明！谢谢。根据上下文，这个替代方案值得更新到你的答案中，其中一个可能更合适。我喜欢第二个。 - mins

@mins 通过 fillInStackTrace() 获取调用者边界近乎于一个黑客技巧，而且非常低效。除了调试目的外，不应该被用于其他任何目的。 - Sergey Kalinichenko

Answer 2

为了您的娱乐，这是一个测试程序，演示了一个可以打印任何所需祖先深度的“whoAmI”：

public class Test {
  public static void main(String[] args) {
    Sub2 sub2 = new Sub2();
    System.out.println("Four levels");
    sub2.whoAmi(4);
    System.out.println("Two levels");
    sub2.whoAmi(2);
  }
  public void whoAmi(int levels){
    if(levels > 1){
      Class<? extends Object> ancestor = getClass();
      for(int i=1; i<levels && ancestor != null; i++){
        ancestor = ancestor.getSuperclass();
      }
      if(ancestor != null){
        System.out.println(ancestor.getName());
      }
      whoAmi(levels - 1);
    } else {
      System.out.println(getClass().getName());      
    }
  }
}

class Sub1 extends Test {
}

class Sub2 extends Sub1 {
}

- Patricia Shanahan

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它打印出对象所需的祖先数量，对于n=1，它与问题中的代码相同，对吧？无论如何都很有趣！ - mins

@mins 正确。它本质上是原始代码和使用getSuperclass()查找祖先的思路的结合。 - Patricia Shanahan

Answer 3

如何让 whoAmI() 方法访问它所被调用的类型的名称？

您可以使用 Class.getSuperclass() 访问超类：

void whoAmI() {
    Class superclass = getClass().getSuperclass();
    String superclassText = "no superclass found";
    if (superclass != null) superclassText = superclass.getName();
    System.out.println(superclassText);
}

这个技术上回答了你的问题，但是只是因为我假设我们正在讨论的方法属于超类（在你的示例中确实如此）。

但也许你真正想知道的是“即使在子类的实例上调用方法，该方法如何识别它所定义的类？” 这将是一个更加复杂的问题。虽然java.lang.reflect.Method.getDeclaringClass()似乎可以做到你要求的事情，但你首先需要声明类的Class实例（即SuperTest.class），这就失去了意义——如果你已经有了这个，你根本不需要使用java.lang.reflect.Method。

然而，如果我能再改变一下前提，让我们假设你嵌入了每个类都有一个静态的Class实例，像这样：

private final static Class THIS_CLASS = SuperTest.class;

那么就可以编写一个不通过类名访问其声明类的方法，因为它可以假定将其复制粘贴到的任何类都定义了THIS_CLASS：

void whoAmI() {
    final String myName = "whoAmI";
    final Class[] myParamTypes = {};
    String result;
    try {
        Method thisMethod = THIS_CLASS.getDeclaredMethod(myName, myParamTypes);
        result = "I am " + thisMethod.getDeclaringClass().getName() + "." +
                myName + Arrays.toString(myParamTypes);
        // Now swap the square brackets from Arrays.toString for parentheses
        result = result.replaceAll("\\[", "\\(").replaceAll("\\]", "\\)");
    } catch (NoSuchMethodException | SecurityException ex) {
        result = ex.toString();
    }
    System.out.println(result);
}

这将产生I am packagename.MinsSuperTest.whoAmI()作为输出。

- muffin

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谢谢。whoAmI 的第一个版本将打印 "SuperTest / SuperTest"，这不是预期的输出。第二个版本确实回答了另一个问题（知道方法定义的位置，但不知道从哪里调用它）。 - mins