注解和反射
Yuxuan Wu Lv13
2021-05-02 00:04:10 4.3k Words 19 Mins

今日内容

1. Junit单元测试
2. 反射
3. 注解

Junit单元测试：

测试分类：

  • 黑盒测试：不需要写代码，给输入值，看程序是否能够输出期望的值。

  • 白盒测试：需要写代码的。关注程序具体的执行流程。

Junit使用：白盒测试

测试分类

步骤：

  1. 定义一个测试类(测试用例,建议命名)
  • 测试类名：被测试的类名+Test e.g. CalculatorTest
  • 包名：xxx.xxx.xx.test cn.itcast.test
  1. 定义测试方法：可以独立运行(建议)
  • 方法名：test测试的方法名 testAdd()
  • 返回值：void
  • 参数列表：空参
  1. 给方法加@Test
  2. 导入junit依赖环境
  • 判定结果：
    • 红色：失败
    • 绿色：成功
    • 一般我们会使用断言操作来处理结果
      • Assert.assertEquals(期望的结果,运算的结果);
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package cn.itcast.test;

import cn.itcast.junit.Calculator;
import org.junit.After;
import org.junit.Assert;
import org.junit.Before;
import org.junit.Test;

public class CalculatorTest {
    /**
     * 初始化方法：
     *  用于资源申请，所有测试方法在执行之前都会先执行该方法
     */
    @Before
    public void init(){
        System.out.println("init...");
    }

    /**
     * 释放资源方法：
     *  在所有测试方法执行完后，都会自动执行该方法
     */
    @After
    public void close(){
        System.out.println("close...");
    }


    /**
     * 测试add方法
     */
    @Test
    public void testAdd(){
       // System.out.println("我被执行了");
        //1.创建计算器对象
        System.out.println("testAdd...");
        Calculator c  = new Calculator();
        //2.调用add方法
        int result = c.add(1, 2);
        //System.out.println(result);

        //3.断言  我断言这个结果是3
        Assert.assertEquals(3,result);

    }

    @Test
    public void testSub(){
        //1.创建计算器对象
        Calculator c  = new Calculator();
        int result = c.sub(1, 2);
        System.out.println("testSub....");
        Assert.assertEquals(-1,result);
    }
}
  • 补充：
    • @Before:
      • 修饰的方法会在测试方法之前被自动执行
    • @After:
      • 修饰的方法会在测试方法执行之后自动被执行

反射：框架设计的灵魂

框架：半成品软件。可以在框架的基础上进行软件开发，简化编码

反射：将类的各个组成部分封装为其他对象，这就是反射机制

好处：

  1. 可以在程序运行过程中，操作这些对象。（e.g. IDEA软件中的自动提示，因为是在运行中）
  2. 可以解耦，提高程序的可扩展性。

获取Class对象的方式：

  1. Class.forName(“全类名”)：将字节码文件加载进内存，返回Class对象
    • 多用于配置文件，将类名定义在配置文件中。读取文件，加载类
  2. 类名.class：通过类名的属性class获取
    • 多用于参数的传递
  3. 对象.getClass()：getClass()方法在Object类中定义着。
    • 多用于对象的获取字节码的方式
  • 结论：
    *同一个字节码文件(.class)在一次程序运行过程中，只会被加载一次，不论通过哪一种方式获取的Class对象都是同一个。**

Java代码的三个阶段

demo in class

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package cn.itcast.reflect;

import cn.itcast.domain.Person;
import cn.itcast.domain.Student;

public class ReflectDemo1 {


    /**
        获取Class对象的方式：
            1. Class.forName("全类名")：将字节码文件加载进内存，返回Class对象
            2. 类名.class：通过类名的属性class获取
            3. 对象.getClass()：getClass()方法在Object类中定义着。

     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        //1.Class.forName("全类名")
        Class cls1 = Class.forName("cn.itcast.domain.Person");
        System.out.println(cls1);
        //2.类名.class
        Class cls2 = Person.class;
        System.out.println(cls2);
        //3.对象.getClass()
        Person p = new Person();
        Class cls3 = p.getClass();
        System.out.println(cls3);

        //== 比较三个对象
        System.out.println(cls1 == cls2);//true
        System.out.println(cls1 == cls3);//true


        Class c = Student.class;
        System.out.println(c == cls1);


    }
}

Class对象功能(13个方法)：

  • 获取功能：

    1. 获取成员变量们

      • Field[] getFields() ：获取所有public修饰的成员变量

      • Field getField(String name) 获取指定名称的 public修饰的成员变量

      • Field[] getDeclaredFields() 获取所有的成员变量，不考虑修饰符

      • Field getDeclaredField(String name)

    2. 获取构造方法们

      • Constructor<?>[] getConstructors()

      • Constructor<\T> getConstructor(类<?>… parameterTypes)

      • Constructor<\T> getDeclaredConstructor(类<?>… parameterTypes)

      • Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()

    3. 获取成员方法们：

      • Method[] getMethods()

      • Method getMethod(String name, 类<?>… parameterTypes)

      • Method[] getDeclaredMethods()

      • Method getDeclaredMethod(String name, 类<?>… parameterTypes)

    4. 获取全类名

      • String getName()

Field：成员变量（获取成员变量后做什么）

  1. 设置值

    • void set(Object obj, Object value)

  2. 获取值

    • get(Object obj)

  3. 忽略访问权限修饰符的安全检查（获取私有的成员变量的时候）

    • setAccessible(true):暴力反射
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package cn.itcast.reflect;

import cn.itcast.domain.Person;

import java.lang.reflect.Field;

public class ReflectDemo2 {

    /**
     Class对象功能：
         * 获取功能：
         1. 获取成员变量们
             * Field[] getFields()
             * Field getField(String name)

             * Field[] getDeclaredFields()
             * Field getDeclaredField(String name)
         2. 获取构造方法们
             * Constructor<?>[] getConstructors()
             * Constructor<T> getConstructor(类<?>... parameterTypes)

             * Constructor<T> getDeclaredConstructor(类<?>... parameterTypes)
             * Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()
         3. 获取成员方法们：
             * Method[] getMethods()
             * Method getMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)

             * Method[] getDeclaredMethods()
             * Method getDeclaredMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)

         4. 获取类名
             * String getName()



     */

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        //0.获取Person的Class对象
        Class personClass = Person.class;
        /*
             1. 获取成员变量们
                 * Field[] getFields()
                 * Field getField(String name)

                 * Field[] getDeclaredFields()
                 * Field getDeclaredField(String name)

         */
        //1.Field[] getFields()获取所有public修饰的成员变量
        Field[] fields = personClass.getFields();
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field);
        }

        System.out.println("------------");
        //2.Field getField(String name)
        Field a = personClass.getField("a");
        //获取成员变量a 的值
        Person p = new Person();
        Object value = a.get(p);
        System.out.println(value);
        //设置a的值
        a.set(p,"张三");
        System.out.println(p);

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

        //Field[] getDeclaredFields()：获取所有的成员变量，不考虑修饰符
        Field[] declaredFields = personClass.getDeclaredFields();
        for (Field declaredField : declaredFields) {
            System.out.println(declaredField);
        }
        //Field getDeclaredField(String name)
        Field d = personClass.getDeclaredField("d");
        //忽略访问权限修饰符的安全检查
        d.setAccessible(true);//暴力反射
        Object value2 = d.get(p);
        System.out.println(value2);

    }


}

Constructor:构造方法

  • 创建对象：
    • T newInstance(Object… initargs)
  • 如果使用空参数构造方法创建对象，操作可以简化：Class对象的newInstance方法
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package cn.itcast.reflect;

import cn.itcast.domain.Person;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;

public class ReflectDemo3 {

    /**
     Class对象功能：
         * 获取功能：
         1. 获取成员变量们
             * Field[] getFields()
             * Field getField(String name)

             * Field[] getDeclaredFields()
             * Field getDeclaredField(String name)
         2. 获取构造方法们
             * Constructor<?>[] getConstructors()
             * Constructor<T> getConstructor(类<?>... parameterTypes)

             * Constructor<T> getDeclaredConstructor(类<?>... parameterTypes)
             * Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()
         3. 获取成员方法们：
             * Method[] getMethods()
             * Method getMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)

             * Method[] getDeclaredMethods()
             * Method getDeclaredMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)

         4. 获取类名
             * String getName()



     */

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        //0.获取Person的Class对象
        Class personClass = Person.class;
        /*
            2. 获取构造方法们
                 * Constructor<?>[] getConstructors()
                 * Constructor<T> getConstructor(类<?>... parameterTypes)

                 * Constructor<T> getDeclaredConstructor(类<?>... parameterTypes)
                 * Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()
         */


        //Constructor<T> getConstructor(类<?>... parameterTypes)
        Constructor constructor = personClass.getConstructor(String.class, int.class);
        System.out.println(constructor);
        //创建对象
        Object person = constructor.newInstance("张三", 23);
        System.out.println(person);

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


        Constructor constructor1 = personClass.getConstructor();
        System.out.println(constructor1);
        //创建对象
        Object person1 = constructor1.newInstance();
        System.out.println(person1);

        Object o = personClass.newInstance();
        System.out.println(o);


        //constructor1.setAccessible(true);
    }


}

Method：方法对象

  • 执行方法（invoke）：

    • Object invoke(Object obj, Object… args)

  • 获取方法名称：

    • String getName:获取方法名
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package cn.itcast.reflect;

import cn.itcast.domain.Person;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;

public class ReflectDemo4 {

    /**
     Class对象功能：
         * 获取功能：
         1. 获取成员变量们
             * Field[] getFields()
             * Field getField(String name)

             * Field[] getDeclaredFields()
             * Field getDeclaredField(String name)
         2. 获取构造方法们
             * Constructor<?>[] getConstructors()
             * Constructor<T> getConstructor(类<?>... parameterTypes)

             * Constructor<T> getDeclaredConstructor(类<?>... parameterTypes)
             * Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()
         3. 获取成员方法们：
             * Method[] getMethods()
             * Method getMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)

             * Method[] getDeclaredMethods()
             * Method getDeclaredMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)

         4. 获取类名
             * String getName()



     */

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        //0.获取Person的Class对象
        Class personClass = Person.class;
        /*
          3. 获取成员方法们：
             * Method[] getMethods()
             * Method getMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)

             * Method[] getDeclaredMethods()
             * Method getDeclaredMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)
         */
        //获取指定名称的方法
        Method eat_method = personClass.getMethod("eat");
        Person p = new Person();
        //执行方法
        eat_method.invoke(p);


        Method eat_method2 = personClass.getMethod("eat", String.class);
        //执行方法
        eat_method2.invoke(p,"饭");

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

        //获取所有public修饰的方法
        Method[] methods = personClass.getMethods();
        for (Method method : methods) {
            System.out.println(method);
            String name = method.getName();
            System.out.println(name);
            //method.setAccessible(true);
        }

        //获取类名
        String className = personClass.getName();
        System.out.println(className);//cn.itcast.domain.Person

    }


}

案例(非常重要)

需求：写一个”框架”，不能改变该类的任何代码的前提下，可以帮我们创建任意类的对象，并且执行其中任意方法

  • 实现：
    1. 配置文件
    2. 反射
  • 步骤：
    1. 将需要创建的对象的全类名和需要执行的方法定义在配置文件中 (创建properties对象)
    2. 在程序中加载读取配置文件
    3. 使用反射技术来加载类文件进内存
    4. 创建对象
    5. 执行方法

如果对properties存储内存的知识很陌生的话，请去p380复习

Properties

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className=cn.itcast.domain.Student
methodName=sleep

reflect_test

  • 原先构造对象的方法没有通用型
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package cn.itcast.reflect;

import cn.itcast.domain.Person;
import cn.itcast.domain.Student;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Properties;

/**
 * 框架类
 */
public class ReflectTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //可以创建任意类的对象，可以执行任意方法

        /*
            前提：不能改变该类的任何代码。可以创建任意类的对象，可以执行任意方法
         */
      /*  Person p = new Person();
        p.eat();*/
/*
        Student stu = new Student();
        stu.sleep();*/

        //1.加载配置文件
        //1.1创建Properties对象
        Properties pro = new Properties();
        //1.2加载配置文件，转换为一个集合
        //1.2.1获取class目录下的配置文件
        ClassLoader classLoader = ReflectTest.class.getClassLoader();
        InputStream is = classLoader.getResourceAsStream("pro.properties");
        pro.load(is);

        //2.获取配置文件中定义的数据
        String className = pro.getProperty("className");
        String methodName = pro.getProperty("methodName");


        //3.加载该类进内存
        Class cls = Class.forName(className);
        //4.创建对象
        Object obj = cls.newInstance();
        //5.获取方法对象
        Method method = cls.getMethod(methodName);
        //6.执行方法
        method.invoke(obj);


    }
}

注解：

  • 概念：说明程序的。给计算机看的

  • 注释：用文字描述程序的。给程序员看的

  • 定义：注解（Annotation），也叫元数据。一种代码级别的说明。它是JDK1.5及以后版本引入的一个特性，与类、接口、枚举是在同一个层次。它可以声明在包、类、字段、方法、局部变量、方法参数等的前面，用来对这些元素进行说明，注释。

  • 概念描述：

    • JDK1.5之后的新特性
    • 说明程序的
    • 使用注解：@注解名称

  • 作用分类：
    ①编写文档：通过代码里标识的注解生成文档【生成文档doc文档】
    ②代码分析：通过代码里标识的注解对代码进行分析【使用反射】
    ③编译检查：通过代码里标识的注解让编译器能够实现基本的编译检查【Override】

JDK中预定义的一些注解

@Override ：检测被该注解标注的方法是否是继承自父类(接口)的

@Deprecated：该注解标注的内容，表示已过时

@SuppressWarnings：压制警告

  • 一般传递参数all @SuppressWarnings(“all”)
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package cn.itcast.annotation;

import java.util.Date;

/**
 * JDK中预定义的一些注解
 *        * @Override    ：检测被该注解标注的方法是否是继承自父类(接口)的
 *        * @Deprecated：该注解标注的内容，表示已过时
 *        * @SuppressWarnings：压制警告
 *
 *
 */

@SuppressWarnings("all")
public class AnnoDemo2 {

    @Override
    public String toString() {
        return super.toString();
    }

    @Deprecated
    public void show1(){
        //有缺陷
    }

    public void show2(){
        //替代show1方法
    }

    public void demo(){
        show1();
        Date date = new Date();
    }
}

自定义注解

  • 格式：

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    元注解
    public @interface 注解名称{
    	属性列表;
    }

  • 本质：注解本质上就是一个接口，该接口默认继承Annotation接口

    • public interface MyAnno extends java.lang.annotation.Annotation {}

  • 属性：接口中的抽象方法

    • 要求：

      1. 属性的返回值类型有下列取值

        • 基本数据类型 int show1()
        • String String show2()
        • 枚举 Person per()
        • 注解 MyAnno2 anno2()
        • 以上类型的数组 String[] str

      2. 定义了属性，在使用时需要给属性赋值

        1. 如果定义属性时，使用default关键字给属性默认初始化值，则使用注解时，可以不进行属性的赋值。
        2. 如果只有一个属性需要赋值，并且属性的名称是value，则value可以省略，直接定义值即可。
        3. 数组赋值时，值使用{}包裹。如果数组中只有一个值，则{}可以省略

MyAnoo

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package cn.itcast.annotation;

//import com.sun.corba.se.spi.orbutil.threadpool.Work;

public @interface MyAnno {

     int value();
    Person per();
    MyAnno2 anno2();
    String[] strs();
     /*String name() default "张三";*/
     /*String show2();

     Person per();
     MyAnno2 anno2();

     String[] strs();*/


}

Worker使用

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package cn.itcast.annotation;

@MyAnno(value=12,per = Person.P1,anno2 = @MyAnno2,strs="bbb")
@MyAnno3
public class Worker {
    @MyAnno3
    public String name = "aaa";
    @MyAnno3
    public void show(){

    }
}

元注解：用于描述注解的注解 (target, retention之类的)

  • @Target：描述注解能够作用的位置
    • ElementType取值：
      • TYPE：可以作用于类上
      • METHOD：可以作用于方法上
      • FIELD：可以作用于成员变量上
  • @Retention：描述注解被保留的阶段
    • @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)：当前被描述的注解，会保留到class字节码文件中，并被JVM读取到
  • @Documented：描述注解是否被抽取到api文档中
  • @Inherited：描述注解是否被子类继承

demo in class 

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package cn.itcast.annotation;

import java.lang.annotation.*;

/**

 元注解：用于描述注解的注解
     * @Target：描述注解能够作用的位置
     * @Retention：描述注解被保留的阶段
     * @Documented：描述注解是否被抽取到api文档中
     * @Inherited：描述注解是否被子类继承


 *
 */

@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD,ElementType.FIELD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
public @interface MyAnno3 {
}
  • 在程序使用(解析)注解：获取注解中定义的属性值
    1. 获取注解定义的位置的对象 （Class，Method,Field）
    2. 获取指定的注解
    3. 调用注解中的抽象方法获取配置的属性值
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      getAnnotation(Class)
         //其实就是在内存中生成了一个该注解接口的子类实现对象
         
                public class ProImpl implements Pro{
                    public String className(){
                        return "cn.itcast.annotation.Demo1";
                    }
                    public String methodName(){
                        return "show";
                    }
                }

demo in class

  • 案例：简单的测试框架（pro.annotation）
  • 小结：
    1. 以后大多数时候，我们会使用注解，而不是自定义注解
    2. 注解给谁用？
      1. 编译器
      2. 给解析程序用
    3. 注解不是程序的一部分，可以理解为注解就是一个标签

注解大部分是用来替换配置文件的

步骤流程

  1. 解析注解
  2. 获取上边的注解对象
  3. 调用注解对象定义的抽象方法，获取返回值
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package cn.itcast.annotation;

import java.io.InputStream;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Properties;

/**
 * 框架类
 */


@Pro(className = "cn.itcast.annotation.Demo1",methodName = "show")
public class ReflectTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        /*
            前提：不能改变该类的任何代码。可以创建任意类的对象，可以执行任意方法
         */

        //1.解析注解
        //1.1获取该类的字节码文件对象
        Class<ReflectTest> reflectTestClass = ReflectTest.class;
        //2.获取上边的注解对象
        //其实就是在内存中生成了一个该注解接口的子类实现对象
       Pro an = reflectTestClass.getAnnotation(Pro.class);
        /*

            public class ProImpl implements Pro{
                public String className(){
                    return "cn.itcast.annotation.Demo1";
                }
                public String methodName(){
                    return "show";
                }

            }
 */


        //3.调用注解对象中定义的抽象方法，获取返回值
        String className = an.className();
        String methodName = an.methodName();
        System.out.println(className);
        System.out.println(methodName);





        //3.加载该类进内存
        Class cls = Class.forName(className);
        //4.创建对象
        Object obj = cls.newInstance();
        //5.获取方法对象
        Method method = cls.getMethod(methodName);
        //6.执行方法
        method.invoke(obj);
    }
}

pro.annotation

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package cn.itcast.annotation;


import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

/**
 * 描述需要执行的类名，和方法名
 */
// 作用在类上成为一个字节码文件
@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Pro {

    String className();
    String methodName();
}

        /*

            public class ProImpl implements Pro{
                public String className(){
                    return "cn.itcast.annotation.Demo1";
                }
                public String methodName(){
                    return "show";
                }

            }
 */

案例

Calculator类

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package cn.itcast.annotation.demo;


/**
 * 小明定义的计算器类
 */
public class Calculator {

    //加法
    @Check
    public void add(){
        String str = null;
        str.toString();
        System.out.println("1 + 0 =" + (1 + 0));
    }
    //减法
    @Check
    public void sub(){
        System.out.println("1 - 0 =" + (1 - 0));
    }
    //乘法
    @Check
    public void mul(){
        System.out.println("1 * 0 =" + (1 * 0));
    }
    //除法
    @Check
    public void div(){
        System.out.println("1 / 0 =" + (1 / 0));
    }


    public void show(){
        System.out.println("永无bug...");
    }

}

check 注解

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package cn.itcast.annotation.demo;


import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface Check {
}

TestCheck类

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package cn.itcast.annotation.demo;


import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

/**
 * 简单的测试框架
 *
 * 当主方法执行后，会自动自行被检测的所有方法(加了Check注解的方法)，判断方法是否有异常，记录到文件中
 */
public class TestCheck {


    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建计算器对象
        Calculator c = new Calculator();
        //2.获取字节码文件对象
        Class cls = c.getClass();
        //3.获取所有方法
        Method[] methods = cls.getMethods();

        int number = 0;//出现异常的次数
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("bug.txt"));


        for (Method method : methods) {
            //4.判断方法上是否有Check注解
            if(method.isAnnotationPresent(Check.class)){
                //5.有，执行
                try {
                    method.invoke(c);
                } catch (Exception e) {
                    //6.捕获异常

                    //记录到文件中
                    number ++;

                    bw.write(method.getName()+ " 方法出异常了");
                    bw.newLine();
                    bw.write("异常的名称:" + e.getCause().getClass().getSimpleName());
                    bw.newLine();
                    bw.write("异常的原因:"+e.getCause().getMessage());
                    bw.newLine();
                    bw.write("--------------------------");
                    bw.newLine();

                }
            }
        }

        bw.write("本次测试一共出现 "+number+" 次异常");

        bw.flush();
        bw.close();



    }

}
  • Post title：注解和反射
  • Post author：Yuxuan Wu
  • Create time：2021-05-02 00:04:10
  • Post link：yuxuanwu17.github.io2021/05/02/2021-05-02-注解和反射/
  • Copyright Notice：All articles in this blog are licensed under BY-NC-SA unless stating additionally.