go--反射

變量的內在機制

go語言中的變量是分爲兩部分的：

• 類型信息：預先定義好的元信息
• 值信息：程序運行過程當中可動態變化的。

反射介紹

反射是指在程序運行期對程序自己進行訪問和修改的能力。程序在編譯時，變量被轉換爲內存地址，變量名不會被編譯器寫入到可執行部分。在運行程序時，程序沒法獲取自身的信息。

支持反射的語言能夠在編譯器就將變量的反射信息，如字段名稱、類型信息、結構體信息等整合到可執行文件中，並給程序提供接口訪問反射信息，這樣就能夠在程序運行期獲取類型的反射信息，而且有能力修改他們。

在go語言中，空接口能夠存儲任意類型的變量，要獲取這個空接口保存的數據是什麼，就要使用反射。

reflect包

任意接口值在反射中均可以理解爲由reflect.Type和reflect.Value兩部分組成，而且reflect包提供了reflect.TypeOf和reflect.ValueOf兩個函數來獲取任意對象的Value和Type。

TypeOf

在go語言中，使用reflect.TypeOf()函數能夠得到任意值得類型對象（reflect.Type），程序經過類型對象能夠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)            // type: float32
}

type name和type kind

在反射中類型還劃分爲兩種：類型（Type）和種類（Kind）。由於在go語言中咱們可使用type關鍵字構造不少自定義類型，而種類（Kind）就是指底層的類型，但在反射中，當須要區分指針、結構體等大品種的類型時，就會用到種類（Kind）。

package main

import (
    "fmt"
    "reflect"
)

type myInt int64

func reflectType(x interface{}) {
    t := reflect.TypeOf(x)
    fmt.Printf("type:%v kind:%v\n", t.Name(), t.Kind())
}

func main() {
    var a *float32
    var b myInt
    var c rune
    reflectType(a)          // type: kind:ptr
    reflectType(b)          // type:myInt kind:int64
    reflectType(c)          // type:int32 kind:int32

    type person struct {
        name string
        age int32
    }

    var d = person{
        name: "張三",
        age: 18,
    }

    reflectType(d)          // type:person kind:struct
}

在reflect包中定義的Kind類型以下：

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              // 單精度浮點數
    Float64              // 雙精度浮點數
    Complex64            // 64位複數類型
    Complex128           // 128位複數類型
    Array                // 數組
    Chan                 // 通道
    Func                 // 函數
    Interface            // 接口
    Map                  // 映射
    Ptr                  // 指針
    Slice                // 切片
    String               // 字符串
    Struct               // 結構體
    UnsafePointer        // 底層指針
)

ValueOf

reflect.ValueOf()返回的是reflect.Value類型，其中包含了原始值的值信息。reflect.Value與原始值之間能夠互相轉換。

reflect.Value類型提供的獲取原始值的方法以下：

方法	說明
Interface() interface{}	將值以interface{}類型返回，能夠經過類型斷言轉換爲指定類型
Int() int64	將值以int類型返回，全部有符號的整型都可以此方式返回
Uint() uint64	將值以uint類型返回，全部無符號整型都可以此方式返回
Float() float64	將值以雙精度(float64)類型返回，全部浮點數（float32, float64)都可以此方式返回
Bool() bool	將值以bool類型返回
Bytes() []bytes	將值以字節數組[]bytes類型返回
String() string	將值以字符串類型返回

經過反射獲取值

package main

import (
    "fmt"
    "reflect"
)

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("typt is float64, value is %f\n", float64(v.Float()))
    }
}

func main() {
    var a float32 = 3.14
    var b int64 = 100
    reflectValue(a)         // type is float32, value is 3.140000
    reflectValue(b)         // type is int64, value is 100

    // 將int類型的原始值轉換爲reflect.Value類型
    c := reflect.ValueOf(10)
    fmt.Printf("type c: %T\n", c)       // type c: reflect.Value
}

經過反射設置變量的值

想要在函數中經過反射修改變量的值，須要注意函數參數傳遞的是值拷貝，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的值。

package main

import (
    "fmt"
    "reflect"
)

func setValue1(x interface{}) {
    v := reflect.ValueOf(x)
    if v.Kind() == reflect.Int64 {
        v.SetInt(200)
    }
}

func setValue2(x interface{}) {
    v := reflect.ValueOf(x)
    if v.Elem().Kind() == reflect.Int64 {
        v.Elem().SetInt(200)
    }
}

func main() {
    var a int64 = 100
    //setValue1(a)      // panic: reflect: reflect.Value.SetInt using unaddressable value
    setValue2(&a)   // 200
    fmt.Println(a)
}

isNil()和isValid()

isNil()

func (v Value) IsNil() bool

isNil()報告v持有的值是否爲nil。v持有的值值的分類必須是通道、函數、接口、映射、指針、切片之一；不然IsNil函數會致使panic。

isValid()

func (v Value) IsValid() bool

IsValid()返回v是否持有一個值。若是v是Value零值會返回假，此時v除了IsValid、String、Kind以外的方法都會致使panic。

isNil()常被用於判斷指針是否爲空；IsValid()常被用於斷定返回值是否有效。

func main() {
    // *int類型空指針
    var a *int
    fmt.Println("var a *int IsNil:", reflect.ValueOf(a).IsNil())
    // nil值
    fmt.Println("nil IsValid:", reflect.ValueOf(nil).IsValid())
    // 實例化一個匿名結構體
    b := struct{}{}
    // 嘗試從結構體中查找"abc"字段
    fmt.Println("不存在的結構體成員:", reflect.ValueOf(b).FieldByName("abc").IsValid())
    // 嘗試從結構體中查找"abc"方法
    fmt.Println("不存在的結構體方法:", reflect.ValueOf(b).MethodByName("abc").IsValid())
    // map
    c := map[string]int{}
    // 嘗試從map中查找一個不存在的鍵
    fmt.Println("map中不存在的鍵：", reflect.ValueOf(c).MapIndex(reflect.ValueOf("娜扎")).IsValid())
}

結構體反射

與結構體相關的方法

任意值經過reflect.TypeOf()獲取反射對象信息後，若是它的類型是結構體，能夠經過反射值對象（reflect.Type）的NumField()和Field()方法得到結構體成員的詳細信息。

reflect.Type中與獲取結構體成員相關的方法以下表所示：

方法	說明
Field(i int) StructField	根據索引，返回索引對應的結構體字段的信息。
NumField() int	返回結構體成員字段數量。
FieldByName(name string) (StructField, bool)	根據給定字符串返回字符串對應的結構體字段的信息。
FieldByIndex(index []int) StructField	多層成員訪問時，根據 []int 提供的每一個結構體的字段索引，返回字段的信息。
FieldByNameFunc(match func(string) bool) (StructField,bool)	根據傳入的匹配函數匹配須要的字段。
NumMethod() int	返回該類型的方法集中方法的數目
Method(int) Method	返回該類型方法集中的第i個方法
MethodByName(string)(Method, bool)	根據方法名返回該類型方法集中的方法

StructField類型

StructField類型用來描述結構體中的一個字段的信息。

type StructField struct {
    // Name是字段的名字。PkgPath是非導出字段的包路徑，對導出字段該字段爲""。
    // 參見http://golang.org/ref/spec#Uniqueness_of_identifiers
    Name    string
    PkgPath string
    Type      Type      // 字段的類型
    Tag       StructTag // 字段的標籤
    Offset    uintptr   // 字段在結構體中的字節偏移量
    Index     []int     // 用於Type.FieldByIndex時的索引切片
    Anonymous bool      // 是否匿名字段
}

結構體反射實例

當咱們使用反射獲得一個結構體數據以後能夠經過索引依次獲取其字段信息，也能夠經過字段名去獲取指定的字段信息。

package main

import (
    "fmt"
    "reflect"
)

type student struct {
    Name string `json:"name"`
    Score int `json:"score"`
}

func (s *student) Study() string {
    msg := "好好學習，每天向上。"
    fmt.Println(msg)
    return msg
}

func (s *student) Sleep() string {
    msg := "好好睡覺，快快長大。"
    fmt.Println(msg)
    return msg
}

// 打印結構體student中的方法
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)
        // 經過反射調用方法傳遞的參數必須是[]reflect.Value類型
        var args = []reflect.Value{}
        v.Method(i).Call(args)
    }
}

func main() {
    stu1 := student{
        Name: "張三",
        Score: 90,
    }

    t := reflect.TypeOf(stu1)
    fmt.Println(t.Name(), t.Kind())
    // 經過for循環遍歷結構體的全部字段信息
    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"))
    }

    // name:Name index:[0] type:string json tag:name
    // name:Score index:[1] type:int json tag:score

    // 經過字段名獲取指定結構體字段信息
    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"))
    }
    // name:Score index:[1] type:int json tag:score

    PrintMethod(&stu1)
    
    // 2
    // method name:Sleep
    // method:func() string
    // 好好睡覺，快快長大。
    // method name:Study
    // method:func() string
    // 好好學習，每天向上。
}