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<!DOCTYPE html>

<title>Reflexion (Programmierung)</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading">Reflexion (Programmierung)</h1>

</header>

</div>

<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr">Reflexion (<a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a> reflection) bedeutet in der <a href="Programmierung" title="Programmierung">Programmierung</a>, dass ein <a href="Computerprogramm" title="Computerprogramm">Programm</a> seine eigene Struktur kennt (englisch introspection) und/oder diese modifizieren kann (englisch intercession).<a href="#cite_note-1">[1]</a>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Details">Details</h2></div>

Reflexion ermöglicht bei <a href="Objektorientierte_Programmierung" title="Objektorientierte Programmierung">objektorientierter Programmierung</a> beispielsweise zur <a href="Laufzeit_(Informatik)" title="Laufzeit (Informatik)">Laufzeit</a> die Abfrage von Informationen über die <a href="Klasse_(Objektorientierung)" title="Klasse (Objektorientierung)">Klassen</a>, aus denen <a href="Objekt_(Programmierung)#Instanziierung" title="Objekt (Programmierung)">Objekte</a> instanziiert werden. Bei einer Klasse sind dies beispielsweise der Name der Klasse, die definierten Felder und Methoden. Bei einer Methode sind das wiederum deren <a href="Variable_(Programmierung)" title="Variable (Programmierung)">Sichtbarkeit</a>, der <a href="Datentyp" title="Datentyp">Datentyp</a> des Rückgabewertes oder der Typ der <a href="Parameter_(Informatik)" title="Parameter (Informatik)">Übergabeparameter</a>. Die Umsetzung der Abfragemöglichkeiten ist sprachspezifisch.

Reflexion ist eine Voraussetzung für die <a href="Typsicherheit#Statische_und_dynamische_Typsicherheit" title="Typsicherheit">dynamische Typsicherheit</a>. Typen werden hierbei zur Ausführungszeit überprüft und können reflexiv abgefragt werden. Ebenso wird sie für die Realisierung von <a href="Persistenz_(Informatik)" title="Persistenz (Informatik)">Persistenz</a> (persistente Datenhaltung von Objekten und deren <a href="Relation_(Philosophie)" title="Relation (Philosophie)">Beziehungen</a>) verwendet: Welche Daten zu speichern sind, kann die <a href="Persistenz_(Informatik)" title="Persistenz (Informatik)">Persistenz</a>-Realisierung zur Laufzeit über Reflexion erfragen. Für unterschiedliche (Objekt-)Strukturen müssen dann keine spezifischen Speicherfunktionen implementiert werden.

Die Ausführungsgeschwindigkeit von Code per Reflexion ist für gewöhnlich geringer als die von statischem Code. Dies liegt unter anderem an den String-Vergleichen der entsprechenden Namen der gewünschten Methoden, Eigenschaften usw. mit den Einträgen in den Metadaten. Jedoch bietet Reflexion eine sehr hohe Laufzeitflexibilität, da Code dynamisch aufgerufen werden kann, neue Instanzen erstellt oder sogar Typen und Objekte dynamisch neu strukturiert werden können.

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Sprachunterstützung">Sprachunterstützung</h2></div>

Für die Realisierung der Reflexion ist das Speichern von <a href="Metadaten" title="Metadaten">Metainformation</a> im ausführbaren Code des Programms notwendig, welche zur <a href="Laufzeit_(Informatik)" title="Laufzeit (Informatik)">Laufzeit</a> ausgelesen wird.

Bei interpretierenden <a href="Programmiersprache" title="Programmiersprache">Programmiersprachen</a> liegt zur Ausführungszeit der ursprüngliche Programmcode vor, was neben dem Zugriff auf die Strukturinformation (Methodendeklaration) auch den Zugriff auf die Implementierung ermöglicht. Beispiele dafür sind <a href="PHP" title="PHP">PHP</a>, <a href="Lisp" title="Lisp">Lisp</a>, <a href="Python_(Programmiersprache)" title="Python (Programmiersprache)">Python</a>, <a href="Smalltalk_(Programmiersprache)" title="Smalltalk (Programmiersprache)">Smalltalk</a> und <a href="Tcl" title="Tcl">Tcl</a>.

Weiterhin wird Reflexion häufig von Frameworks oder Sprachen unterstützt, die in einer virtuellen Maschine ausgeführt werden, beispielsweise <a href="Java_(Programmiersprache)" title="Java (Programmiersprache)">Java</a> oder <a href="Smalltalk_(Programmiersprache)" title="Smalltalk (Programmiersprache)">Smalltalk</a>. Auch alle Sprachen, die das <a href=".Net-Framework" title=".Net-Framework">.Net-Framework</a> verwenden, müssen laut der <a href="Common_Language_Specification" title="Common Language Specification">Common Language Specification</a> (CLS) die für Reflexion notwendigen Informationen als Metadaten speichern, wie z. B. <a href="C-Sharp" title="C-Sharp">C#</a>, <a href="Object_Pascal" title="Object Pascal">Object Pascal</a>, <a href="Visual_Basic_.NET" title="Visual Basic .NET">VB.NET</a> oder <a href="IronPython" title="IronPython">IronPython</a>.

Im Prinzip kann auch <a href="Maschinensprache" title="Maschinensprache">Maschinencode</a> im <a href="Random-Access_Memory" title="Random-Access Memory">RAM</a>, der von einem <a href="Mikroprozessor" title="Mikroprozessor">Mikroprozessor</a> ausgeführt wird, als reflexiv betrachtet werden. Ein solches Programm ist in der Lage, seine Anweisungen wie Daten zu behandeln, und kann deshalb seine Struktur analysieren und verändern.

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Beispiele">Beispiele</h2></div>

Das folgende Beispiel zeigt eine Methode, die eine beliebige andere Methode eines gegebenen Objekts aufruft und deren Rückgabewert zurückgibt. Aus Gründen der Vereinfachung unterstützt dieses Beispiel nur den Aufruf von Methoden ohne Parameter, die Zeichenketten ("String") zurückgeben.

<div class="mw-highlight mw-highlight-lang-csharp mw-content-ltr" dir="ltr"><pre>public string GetStringProperty(Object obj, string methodName) {

string val = null;

try {

MethodInfo methodInfo = obj.GetType().GetMethod(methodName);

val = (string)methodInfo.Invoke(obj, new Object[0]);

} catch (Exception e) {

//Fehlerbehandlung zwecks Übersichtlichkeit nicht implementiert.

}

return val;

}

</pre></div>

Das folgende Beispiel zeigt eine Methode, die der Funktionalität des C#-Beispiels entspricht.

<div class="mw-highlight mw-highlight-lang-java mw-content-ltr" dir="ltr"><pre>public String getStringProperty(Object object, String methodName) {

String value = null;

try {

Method getter = object.getClass().getMethod(methodName, new Class[0]);

value = (String) getter.invoke(object, new Object[0]);

//Fehlerbehandlung zwecks Übersichtlichkeit nicht implementiert.

}

return value;

}

</pre></div>

Die folgende Anweisung würde dann die Methode <code>getVorname()</code> des Objekts <code>person</code> aufrufen und deren Rückgabewert ausgeben.

<div class="mw-highlight mw-highlight-lang-java mw-content-ltr" dir="ltr"><pre>System.out.println("Vorname von " + person + " ist "

+ getStringProperty(person, "getVorname"));

</pre></div>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Common_Lisp">Common Lisp</h3></div>

<div class="mw-highlight mw-highlight-lang-lisp mw-content-ltr" dir="ltr"><pre>(funcall (find-symbol "SIN") 3)

</pre></div>

<div class="mw-highlight mw-highlight-lang-php mw-content-ltr" dir="ltr"><pre>$reflectionExampleObj = new ReflectionClass('ExampleClass');

Reflection::export($reflectionExampleObj);

</pre></div>

Die angegebene Anweisung würde dann die Eigenschaften der Klasse "ExampleClass" als Ausgabe zurückliefern.

Die folgende Anweisung liefert beispielsweise die statischen Variablen der Klasse, wenn welche existieren:

$reflectionExampleObj->getStaticVariables();

</pre></div>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Python">Python</h3></div>

Die Namen der Attribute eines Objekts können mit der eingebauten Funktion <code>dir</code> ermittelt werden.<a href="#cite_note-2">[2]</a>

Das Attribute <code>__doc__</code> enthält die Dokumentation eines Objects.<a href="#cite_note-3">[3]</a>

Das Standardmodul <code>inspect</code> erlaubt den Zugriff auf viele Eigenschaften von Python-Objekten, einschließlich Python-Code.<a href="#cite_note-4">[4]</a><div class="mw-highlight mw-highlight-lang-python mw-content-ltr" dir="ltr"><pre>class Person(object):

def __init__(self, name):

self.name = name

def say_hello(self):

"""Grüße die Person."""

return 'Hallo %s!' % self.name

ute = Person('Ute')

# direkter Aufruf

ute.say_hello()

# Hallo Ute!

# Reflexion: Ermittle alle Attribute der Klasse Person

print(dir(ute))

# ['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'name', 'say_hello']

# Reflexion: Zeige die Dokumentation der Method say_hello an

print(ute.say_hello.__doc__)

# Grüße die Person

</pre></div>

<div class="mw-highlight mw-highlight-lang-ruby mw-content-ltr" dir="ltr"><pre>"a String".class # ergibt "String"

"a String".respond_to?(:size) # ergibt true -> Objekt kann Methode size ausführen

"a String".methods # ergibt einen Array mit allen Methoden des Objektes

"a String".method(:concat).arity # gibt die Anzahl der Parameter an,

# die die Methode concat verlangt

class Book

def initialize(*parameters)

@title, @author, @chapters = parameters

end

end

a_book = Book.new("Book Title", "Someone", ["chapter I", "chapter II", "chapter III"])

a_book.instance_variables # ergibt einen Array aller Objektinstanzvariablen:

# ["@title", "@author", "@chapters"]

Book.instance_methods # gibt alle Instanzmethoden der Klasse Book aus.

</pre></div>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Smalltalk">Smalltalk</h3></div>

Statt Methodenaufrufen auf Objekten werden diesen in Smalltalk Nachrichten gesendet. Die Methoden, welche Reflexion ermöglichen, haben ähnliche Namen wie in Ruby.

<div class="mw-highlight mw-highlight-lang-smalltalk mw-content-ltr" dir="ltr"><pre>'a String' class. " ergibt String"

'a String' respondsTo: #size. " ergibt true"

'a String' class methodDictionary. " ergibt ein Dictionary mit allen Methoden"

('a String' class compiledMethodAt: #,) numArgs " ergibt 1"

</pre></div>Man kann auch den Quellcode einer Methode erfragen:<div class="mw-highlight mw-highlight-lang-smalltalk mw-content-ltr" dir="ltr"><pre>'a String' class sourceCodeAt: #size " ergibt 'size

""Answer the number of indexable fields in the receiver. This value is the

same as the largest legal subscript. Primitive is specified here to override

SequenceableCollection size. Essential. See Object documentation

whatIsAPrimitive. ""

<primitive: 62>

^self basicSize' .

</pre></div>Eine einfache Beispielklasse, die ein Buch modelliert:<div class="mw-highlight mw-highlight-lang-smalltalk mw-content-ltr" dir="ltr"><pre>Object subclass: #Book

instanceVariableNames: 'title author chapters'

classVariableNames: ''

poolDictionaries: ''

category: 'Wikipedia'

</pre></div>Die Initialisierungsmethode:<div class="mw-highlight mw-highlight-lang-smalltalk mw-content-ltr" dir="ltr"><pre>initializeFrom: aParameterCollection

"Initialisiere diese Instanz mit den in aParameterCollection gesendeten Parametern."

title := aParameterCollection first.

author := aParameterCollection second.

chapters := aParameterCollection third

</pre></div>Man kann nun direkt die Klasse <code>Book</code> nach ihren Instanzvariablen fragen:<div class="mw-highlight mw-highlight-lang-smalltalk mw-content-ltr" dir="ltr"><pre>Book instVarNames. " ergibt #('title' 'author' 'chapters')"

</pre></div>Auch kann man alle Methoden erfragen:<div class="mw-highlight mw-highlight-lang-smalltalk mw-content-ltr" dir="ltr"><pre>Book methodDictionary "ergibt a MethodDictionary(#initializeFrom:->(Book>>#initializeFrom: ""a CompiledMethod:65(3016448)"") )"

</pre></div>Man kann auch hier Quellcode einer Methode erfragen:<div class="mw-highlight mw-highlight-lang-smalltalk mw-content-ltr" dir="ltr"><pre>Book sourceCodeAt: #initializeFrom: " ergibt: 'initializeFrom: aParameterCollection

""Initialisiere diese Instanz mit den in aParameterCollection gesendeten Parametern.""

title := aParameterCollection first.

author := aParameterCollection second.

chapters := aParameterCollection third' "

</pre></div>

Das folgende Beispiel zeigt eine Methode <code>rufe</code>, die der Funktionalität des obigen C#- und Java-Beispiels entspricht.

<div class="mw-highlight mw-highlight-lang-tcl mw-content-ltr" dir="ltr"><pre>oo::class create Person {

variable name vorname

constructor {n v} {

set name $n

set vorname $v

}

# Diese gewöhnliche, parameterlose Methode liefert den Vornamen

method getVorname {} {

return $vorname

}

# Diese Methode ruft die Methode auf, deren Name als Parameter mitgegeben wird.

method rufe {methode} {

return [[self] $methode]

}

}

# Erzeugen eines Objekts person der Klasse Person

Person create person Meier Franz

</pre></div>

Die folgende Anweisung würde dann die Methode <code>getVorname</code> des Objekts <code>person</code> aufrufen und deren Rückgabewert ausgeben.

<div class="mw-highlight mw-highlight-lang-tcl mw-content-ltr" dir="ltr"><pre>puts "Der Vorname lautet [person rufe getVorname] ";

</pre></div>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weblinks">Weblinks</h2></div>

<div class="sisterproject" style="margin:0.1em 0 0 0;"><a href="https://de.wiktionary.org/wiki/Reflexion" class="extiw external" title="wikt:Reflexion">Wiktionary: Reflexion</a> – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen</div>

/* start https://de.wikipedia.org/ */

.mw-parser-output .webarchiv-memento a{color:inherit}

/* end https://de.wikipedia.org/ */

</style><a rel="nofollow" class="external text" href="https://web.archive.org/web/20151217115512/http://openbook.rheinwerk-verlag.de/javainsel9/javainsel_25_001.htm">Reflection und Annotationen</a> (<a href="Webarchivierung#Begrifflichkeiten" title="Webarchivierung">Memento</a> vom 17. Dezember 2015 im <a href="Internet_Archive" title="Internet Archive">Internet Archive</a>)</li>

<li><a rel="nofollow" class="external text" href="http://msdn.microsoft.com/de-de/magazine/cc163408.aspx">Tiefe Einblicke in CLR: Reflection in .NET (C#)</a> im <a href="MSDN" class="mw-redirect" title="MSDN">MSDN</a></li>

<li><a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.petendi.de/seminare/reflection/">Seminararbeit zum Thema reflexive Programmiersprachen (Konzepte und Umsetzung in Java)</a></li>

<li><a rel="nofollow" class="external text" href="http://php.net/manual/de/class.reflection.php">Reflection in PHP</a></li>

<li><a rel="nofollow" class="external text" href="http://smalltalk.gnu.org/">GNU Smalltalk</a></li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><a href="#cite_ref-1">↑</a> Walter Cazzola: <a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.jot.fm/issues/issue_2004_12/article6">"SmartReflection: Efficient Introspection in Java"</a>,

in Journal of Object Technology, vol. 3, no. 11, December 2004, Special issue: OOPS track at SAC 2004, Nicosia/Cyprus, pp. 117–132

</li>

<li id="cite_note-2"><a href="#cite_ref-2">↑</a> <a rel="nofollow" class="external text" href="https://docs.python.org/3/library/functions.html">Built-in Functions.</a> In: The Python Standard Library. Python Software Foundation, 8. März 2023, abgerufen am 8. März 2023 (englisch).<span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AReflexion+%28Programmierung%29&rft.title=Built-in+Functions&rft.description=Built-in+Functions&rft.identifier=https%3A%2F%2Fdocs.python.org%2F3%2Flibrary%2Ffunctions.html&rft.publisher=Python+Software+Foundation&rft.date=2023-03-08&rft.language=en">

</li>

<li id="cite_note-3"><a href="#cite_ref-3">↑</a> <a rel="nofollow" class="external text" href="https://docs.python.org/3/reference/datamodel.html">3. Data model.</a> In: The Python Standard Library. Python Software Foundation, 8. März 2023, abgerufen am 8. März 2023 (englisch).<span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AReflexion+%28Programmierung%29&rft.title=3.+Data+model&rft.description=3.+Data+model&rft.identifier=https%3A%2F%2Fdocs.python.org%2F3%2Freference%2Fdatamodel.html&rft.publisher=Python+Software+Foundation&rft.date=2023-03-08&rft.language=en">

</li>

<li id="cite_note-4"><a href="#cite_ref-4">↑</a> <a rel="nofollow" class="external text" href="https://docs.python.org/3/library/inspect.html">inspect — Inspect live objects.</a> In: Python Software Foundation. The Python Standard Library, 8. März 2023, abgerufen am 8. März 2023 (englisch).<span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AReflexion+%28Programmierung%29&rft.title=inspect+%E2%80%94+Inspect+live+objects&rft.description=inspect+%E2%80%94+Inspect+live+objects&rft.identifier=https%3A%2F%2Fdocs.python.org%2F3%2Flibrary%2Finspect.html&rft.publisher=The+Python+Standard+Library&rft.date=2023-03-08&rft.language=en">

</li>

</ol></div><div><div class="zim-footer">

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