golang碎片整理之反射

本文介紹go語言反射的意義和基本使用。

變量的內(nèi)在機(jī)制

go語言中的變量是分為兩部分的：

• 類型信息：預(yù)先定義好的元信息
• 值信息：程序運(yùn)行過程中可動態(tài)變化的。

反射的介紹

反射是指在程序運(yùn)行期對程序本身進(jìn)行訪問和修改的能力。程序在編譯時，變量被轉(zhuǎn)換為內(nèi)存地址，變量名不會被編譯器寫入到可執(zhí)行部分。在運(yùn)行程序時，程序無法獲取自身的信息。
支持反射的語言可以在程序編譯期將變量的反射信息，如字段名稱，類型信息、結(jié)構(gòu)體信息等整合到可執(zhí)行文件中，并給程序提供接口訪問反射信息，這樣就可以在程序運(yùn)行期獲取類型的反射信息，并且有能力修改它們。
Go程序在運(yùn)行期使用reflect包訪問程序的反射信息。
在上一篇博客中我們介紹了空接口。空接口可以存儲任意類型的變量，那我們?nèi)绾沃肋@個空接口保存的數(shù)據(jù)是什么呢？反射就是在運(yùn)行時動態(tài)的獲取一個變量的類型信息和值信息。

reflect包

在go語言的反射機(jī)制中，任何一個接口值都由是一個具體類型和一個具體類型的值 兩部分組成的。在go語言中反射的相關(guān)功能由內(nèi)置的reflect包提供，任意接口值在反射中都可以理解為由reflect.Type 和 reflect.Value兩部分組成，并且reflect包提供了reflect.TypeOf和reflect.ValueOf兩個函數(shù)來獲取任意對象的Value和Type。

TypeOf

在Go語言中，使用reflect.TypeOf()函數(shù)可以獲得任意值的類型對象（reflect.Type），程序通過類型對象可以訪問任意值的類型信息。

func reflectType(x interface{}) {
    v := reflect.TypeOf(x)
    fmt.Printf("type:%v\n", v)
}
func main() {
    var a float32 = 3.14
    reflectType(a)
    var b int64 = 100
    reflectType(b)
}

type name 和 type kind

在反射中關(guān)于類型還劃分為兩種：類型 和 種類。因?yàn)樵趃o語言中我們可以使用type關(guān)鍵字構(gòu)造很多自定義的類型，而種類就是指底層的類型，但是在反射中，當(dāng)需要分區(qū)指針、結(jié)構(gòu)體等大品種的類型時，就會用到種類。舉個例子，我們定義了兩個指針類型和兩個結(jié)構(gòu)體類型，通過反射查看它們的類型和種類。

type myInt int64

func reflectType(x interface{}) {
    v := reflect.TypeOf(x)
    fmt.Printf("type:%v kind:%v\n", v.Name(), v.Kind())
}
func main() {
    var a *float32
    var b myInt
    var c rune
    reflectType(a)
    reflectType(b)
    reflectType(c)
    type person struct {
        name string
        age  int
    }
    type book struct {
        title string
    }
    var d = person{
        name: "幣圈小王子",
        age:  18,
    }
    var e = book{title: "《跟小王子學(xué)go》"}
    reflectType(d)
    reflectType(e)
}

go語言中的反射中像數(shù)組、切片、Map、指針等類型的變量，它們的.Name()都是返回空。
在reflect包定義的Kind類型如下：

type Kind uint
const (
    Invalid Kind = iota  // 非法類型
    Bool                 // 布爾型
    Int                  // 有符號整型
    Int8                 // 有符號8位整型
    Int16                // 有符號16位整型
    Int32                // 有符號32位整型
    Int64                // 有符號64位整型
    Uint                 // 無符號整型
    Uint8                // 無符號8位整型
    Uint16               // 無符號16位整型
    Uint32               // 無符號32位整型
    Uint64               // 無符號64位整型
    Uintptr              // 指針
    Float32              // 單精度浮點(diǎn)數(shù)
    Float64              // 雙精度浮點(diǎn)數(shù)
    Complex64            // 64位復(fù)數(shù)類型
    Complex128           // 128位復(fù)數(shù)類型
    Array                // 數(shù)組
    Chan                 // 通道
    Func                 // 函數(shù)
    Interface            // 接口
    Map                  // 映射
    Ptr                  // 指針
    Slice                // 切片
    String               // 字符串
    Struct               // 結(jié)構(gòu)體
    UnsafePointer        // 底層指針
)

ValueOf

reflect.ValueOf()返回的是reflect.Value類型，其中包括了原始值的值信息。reflect.Value與原始值之間可以互相切換。
reflect.Value類型提供獲取原始值的方法如下：

通過反射獲取值

func reflectValue(x interface{}) {
    v := reflect.ValueOf(x)
    k := v.Kind()
    switch k {
    case reflect.Int64:
        fmt.Printf("type is int64,value is %d\n", int64(v.Int()))
    case reflect.Float32:
        fmt.Printf("type is float32, value is %f\n", float32(v.Float()))
    case reflect.Float64:
        fmt.Printf("type is float64, value is %f\n", float64(v.Float()))
    }
}
func main() {
    var a float32 = 3.14
    var b int64 = 100
    reflectValue(a)
    reflectValue(b)
    c := reflect.ValueOf(10)
    fmt.Printf("type c:%T\n", c)
}

通過反射設(shè)置變量的值

想要在函數(shù)中通過反射修改變量的值，需要注意函數(shù)參數(shù)傳遞的是值拷貝，必須傳遞變量地址才能修改變量值。而反射中使用專有的Elem()方法來獲取指針對應(yīng)的值。

func reflectSetValue1(x interface{}) {
    v := reflect.ValueOf(x)
    if v.Kind() == reflect.Int64 {
        v.SetInt(200)
    }
}
func reflectSetValue2(x interface{}) {
    v := reflect.ValueOf(x)
    if v.Elem().Kind() == reflect.Int64 {
        v.Elem().SetInt(200)
    }
}
func main() {
    var a int64 = 100
    reflectSetValue2(&a)
    fmt.Println(a)
}

isNil() 和 isValid()

isNil()

func (v Value) IsNil() bool

IsNil()報(bào)告v持有的值是否為nil。v持有的值得分類必須是通道、函數(shù)、接口、映射、指針、切片之一；否則IsNil函數(shù)會導(dǎo)致panic。

isValid()

func (v Value) IsValid() bool

IsValid()返回v時否持有一個值。如果v是Value零值會返回假，此時v除了IsValid、String、Kind之外的方法都會導(dǎo)致panic.

舉個例子

IsNil（）常被用于判斷指針是否為空；IsValid（）常被用于判斷返回值是否有效。

func main() {
    var a *int
    fmt.Println("var a *int IsNil:", reflect.ValueOf(a).IsNil())
    fmt.Println("nil IsValid:", reflect.ValueOf(nil).IsValid())
    b := struct{}{}
    fmt.Println("不存在的結(jié)構(gòu)體成員：", reflect.ValueOf(b).FieldByName("abc").IsValid())
    fmt.Println("不存在的結(jié)構(gòu)體方法:", reflect.ValueOf(b).MethodByName("abc").IsValid())
    c := map[string]int{}
    fmt.Println("map中不存在的鍵：", reflect.ValueOf(c).MapIndex(reflect.ValueOf("娜扎")).IsValid())
}

結(jié)構(gòu)體反射

任意值通過reflect.TypeOf()獲得反射對象信息后，如果它的類型時結(jié)構(gòu)體，可以通過反射值對象（reflect.Type）的NumField()和Field()方法獲得結(jié)構(gòu)體成員的詳細(xì)信息。
reflect.Type中與獲取結(jié)構(gòu)體成員相關(guān)的方法如下表所示。

StructField類型

StructField類型用來描述結(jié)構(gòu)體中的一個字段的信息。
StructField的定義如下：

type StructField struct{
    Name string
    PkgPath string
    Type Type
    Tag StructTag
    Offset uintptr
    Index []int
    Anonymous bool
}

結(jié)構(gòu)體反射示例：
當(dāng)我們使用反射得到一個結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)之后可以通過索引依次獲取其字段信息，也可以通過字段名去獲取指定的字段信息。

type student struct{
    Name string `json:"name"`
    Score int `json:"score"`
}
func main(){
    stu1 := student{
        Name: "小王子",
        Score: 90,
    }
    t := reflect.TypeOf(stu1)
    fmt.Println(t.Name(), t.Kind())
    for i:=0;i < t.NumField(); i++{
        field:=t.Field(i)
        fmt.Printf("name:%s index:%d type:%v json tag:%v\n", field.Name,field.Index,field.Type,field.Tag.Get("json"))
    }
    if scoreField,ok := t.FieldByName("score");ok{
        fmt.Printf("name:%s index:%d type:%v json tag:%v\n",scoreField.Name,scoreField.Index,scoreField.Type,scoreField.Tag.Get("json"))
    }
}

接下來編寫一個函數(shù)printMethod(s interface{}) 來遍歷打印s包含的方法。

func (s student) Study()string{
    msg := "好好學(xué)習(xí)"
    fmt.Println(msg)
    return msg
}
func (s student) Sleep() string{
    msg := "好好睡覺"
    fmt.Println(msg)
    return msg
}
func printMethod(x interface{}){
    t := reflect.TypeOf(x)
    v := reflect.ValueOf(x)
    fmt.Println(t.NumMethod())
    for i:=0;i<v.NumMethod();i++{
        methodType := v.Method(i).Type()
        fmt.Printf("method name:%s\n", t.Method(i).Name)
        fmt.Printf("method:%s\n",methodType)
        var args = []reflect.Value{}
        v.Method(i).Call(args)
    }
}