27.1 反射

反射是应用程序检查其所拥有的结构,尤其是类型的一种能。每种语言的反射模型都不同,并且有些语言根本不支持反射。Go语言实现了反射,反射机制就是在运行时动态调用对象的方法和属性,即可从运行时态的示例对象反求其编码阶段的定义,标准库中reflect包提供了相关的功能。在reflect包中,通过 reflect.TypeOf()reflect.ValueOf() 分别从类型、值的角度来描述一个Go对象。

func TypeOf(i interface{}) Type
type Type interface 
func ValueOf(i interface{}) Value
type Value struct 

在Go语言的实现中,一个interface类型的变量存储了2个信息, 一个对, :

(value, type)

value是实际变量值,type是实际变量的类型。两个简单的函数,reflect.TypeOf 和 reflect.ValueOf,返回被检查对象的类型和值。

例如,x 被定义为:var x float64 = 3.4,那么 reflect.TypeOf(x) 返回 float64,reflect.ValueOf(x) 返回 3.4。实际上,反射是通过检查一个接口的值,变量首先被转换成空接口。这从下面两个函数签名能够很明显的看出来:

func TypeOf(i interface{}) Type
func ValueOf(i interface{}) Value

reflect.Type 和 reflect.Value 都有许多方法用于检查和操作它们。

Type主要有:Kind() 将返回一个常量,表示具体类型的底层类型 Elem() 方法返回指针、数组、切片、字典、通道的基类型,这个方法要慎用,如果用在其他类型上面会出现panic

Value主要有:Type() 将返回具体类型所对应的 reflect.Type(静态类型) Kind() 将返回一个常量,表示具体类型的底层类型

反射可以在运行时检查类型和变量,例如它的大小、方法和 动态 的调用这些方法。这对于没有源代码的包尤其有用。

由于反射是一个强大的工具,但反射对性能有一定的影响,除非有必要,否则应当避免使用或小心使用。下面代码针对int、数组以及结构体分别使用反射机制,其中的差异请看注释。

package main
import (
	"fmt"
	"reflect"
)
type Student struct {
	name string
}
func main() {
	var a int = 50
	v := reflect.ValueOf(a) // 返回Value类型对象,值为50
	t := reflect.TypeOf(a)  // 返回Type类型对象,值为int
	fmt.Println(v, t, v.Type(), t.Kind())
	var b [5]int = [5]int{5, 6, 7, 8}
	fmt.Println(reflect.TypeOf(b), reflect.TypeOf(b).Kind(),reflect.TypeOf(b).Elem()) // [5]int array int
	var Pupil Student
	p := reflect.ValueOf(Pupil) // 使用ValueOf()获取到结构体的Value对象
	fmt.Println(p.Type()) // 输出:Student
	fmt.Println(p.Kind()) // 输出:struct
}

Go语言中,类型包括 static type和concrete type. 简单说 static type是你在编码是看见的类型(如int、string),concrete type是实际具体的类型,runtime系统看见的类型。

Type()返回的是静态类型,而kind()返回的是具体类型。上面代码中,在int,数组以及结构体三种类型情况中,可以看到kind(),type()返回值的差异。

通过反射可以修改原对象

d.CanAddr()方法:判断它是否可被取地址 d.CanSet()方法:判断它是否可被取地址并可被修改。通过一个settable的Value反射对象来访问、修改其对应的变量值:

package main
import (
	"fmt"
	"reflect"
)
type Student struct {
	name string
	Age  int
}
func main() {
	var a int = 50
	v := reflect.ValueOf(a) // 返回Value类型对象,值为50
	t := reflect.TypeOf(a)  // 返回Type类型对象,值为int
	fmt.Println(v, t, v.Type(), t.Kind(), reflect.ValueOf(&a).Elem())
	seta := reflect.ValueOf(&a).Elem() // 这样才能让seta保存a的值
	fmt.Println(seta, seta.CanSet())
	seta.SetInt(1000)
	fmt.Println(seta)
	var b [5]int = [5]int{5, 6, 7, 8}
	fmt.Println(reflect.TypeOf(b), reflect.TypeOf(b).Kind(), reflect.TypeOf(b).Elem())
	var Pupil Student = Student{"joke", 18}
	p := reflect.ValueOf(Pupil) // 使用ValueOf()获取到结构体的Value对象
	fmt.Println(p.Type()) // 输出:Student
	fmt.Println(p.Kind()) // 输出:struct
	setStudent := reflect.ValueOf(&Pupil).Elem()
	//setStudent.Field(0).SetString("Mike") // 未导出字段,不能修改,panic会发生
	setStudent.Field(1).SetInt(19)
	fmt.Println(setStudent)
}

虽然反射可以越过Go语言的导出规则的限制读取结构体中未导出的成员,但不能修改这些未导出的成员。因为一个结构体中只有被导出的字段才是可修改的。

在结构体中有tag标签,通过反射可获取结构体成员变量的tag信息。

package main
import (
	"fmt"
	"reflect"
)
type Student struct {
	name string
	Age  int `json:"years"`
}
func main() {
	var Pupil Student = Student{"joke", 18}
	setStudent := reflect.ValueOf(&Pupil).Elem()
	sSAge, _ := setStudent.Type().FieldByName("Age")
	fmt.Println(sSAge.Tag.Get("json")) // years
}
程序输出:
years