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先重复一遍反射三定律:
1.反射可以将“接口类型变量”转换为“反射类型对象”。
2.反射可以将“反射类型对象”转换为“接口类型变量”。
3.如果要修改“反射类型对象”,其值必须是“可写的”(settable)
下面详细说明了Golang的反射reflect的各种功能和用法,都附带有相应的示例,相信能够在工程应用中进行相应实践,总结一下就是:
反射可以大大提高程序的灵活性,使得interface{}有更大的发挥余地
反射必须结合interface才玩得转
变量的type要是concrete type的(也就是interface变量)才有反射一说反射可以将“接口类型变量”转换为“反射类型对象”
反射使用 TypeOf 和 ValueOf 函数从接口中获取目标对象信息反射可以将“反射类型对象”转换为“接口类型变量
reflect.value.Interface().(已知的类型)
遍历reflect.Type的Field获取其Field反射可以修改反射类型对象,但是其值必须是“addressable”
想要利用反射修改对象状态,前提是 interface.data 是 settable,即 pointer-interface通过反射可以“动态”调用方法
因为Golang本身不支持模板,因此在以往需要使用模板的场景下往往就需要使用反射(reflect)来实现
一、interface 和 反射
在讲反射之前,先来看看Golang关于类型设计的一些原则
- 变量包括(type, value)两部分
理解这一点就知道为什么nil != nil了
type 包括 static type和concrete type,简单来说 static type是你在编码是看见的类型(如int、string),concrete type是runtime系统看见的类型
类型断言能否成功,取决于变量的concrete type,而不是static type. 因此,一个 reader变量如果它的concrete type也实现了write方法的话,它也可以被类型断言为writer。
接下来要讲的反射,就是建立在类型之上的,Golang的指定类型的变量的类型是静态的(也就是指定int、string这些的变量,它的type是static type),在创建变量的时候就已经确定,反射主要与Golang的interface类型相关(它的type是concrete type),只有interface类型才有反射一说。
二、Golang的反射reflect
(一)reflect的基本功能TypeOf和ValueOf
既然反射就是用来检测存储在接口变量内部(值value;类型concrete type) pair对的一种机制。
那么在Golang的reflect反射包中有什么样的方式可以让我们直接获取到变量内部的信息呢?
它提供了两种类型(或者说两个方法)让我们可以很容易的访问接口变量内容,分别是reflect.ValueOf() 和 reflect.TypeOf(),看看官方的解释:
// ValueOf returns a new Value initialized to the concrete value
// stored in the interface i. ValueOf(nil) returns the zero
func ValueOf(i interface{}) Value {...}
翻译一下:ValueOf用来获取输入参数接口中的数据的值,如果接口为空则返回0
// TypeOf returns the reflection Type that represents the dynamic type of i.
// If i is a nil interface value, TypeOf returns nil.
func TypeOf(i interface{}) Type {...}
翻译一下:TypeOf用来动态获取输入参数接口中的值的类型,如果接口为空则返回nil
reflect.TypeOf()是获取pair中的type,reflect.ValueOf()获取pair中的value,示例如下:
package main
import (
"fmt"
"reflect"
)
func main() {
var num float64 = 1.2345
fmt.Println("type: ", reflect.TypeOf(num))
fmt.Println("value: ", reflect.ValueOf(num))
}
运行结果:
type: float64
value: 1.2345
说明
reflect.TypeOf: 直接给到了我们想要的type类型,如float64、int、各种pointer、struct 等等真实的类型。
reflect.ValueOf:直接给到了我们想要的具体的值,如1.2345这个具体数值,或者类似&{1 “Allen.Wu” 25} 这样的结构体struct的值。
也就是说明反射可以将“接口类型变量”转换为“反射类型对象”,反射类型指的是reflect.Type和reflect.Value这两种。
(二)从relfect.Value中获取接口interface的信息
当执行reflect.ValueOf(interface)之后,就得到了一个类型为”relfect.Value”变量,可以通过它本身的Interface()方法获得接口变量的真实内容,然后可以通过类型判断进行转换,转换为原有真实类型。不过,我们可能是已知原有类型,也有可能是未知原有类型,因此,下面分两种情况进行说明。
已知原有类型【进行“强制转换”】
已知类型后转换为其对应的类型的做法如下,直接通过Interface方法然后强制转换,如下:
realValue := value.Interface().(已知的类型)
package main
import (
"fmt"
"reflect"
)
func main() {
var num float64 = 1.2345
pointer := reflect.ValueOf(&num)
value := reflect.ValueOf(num)
// 可以理解为“强制转换”,但是需要注意的时候,转换的时候,如果转换的类型不完全符合,则直接panic
// Golang 对类型要求非常严格,类型一定要完全符合
// 如下两个,一个是*float64,一个是float64,如果弄混,则会panic
convertPointer := pointer.Interface().(*float64)
convertValue := value.Interface().(float64)
fmt.Println(convertPointer)
fmt.Println(convertValue)
}
运行结果:
0xc42000e238
1.2345
说明:
- 转换的时候,如果转换的类型不完全符合,则直接panic,类型要求非常严格!
- 转换的时候,要区分是指针还是指
- 也就是说反射可以将“反射类型对象”再重新转换为“接口类型变量”
(三)未知原有类型【遍历探测其Filed】
很多情况下,我们可能并不知道其具体类型,那么这个时候,该如何做呢?需要我们进行遍历探测其Filed来得知,示例如下:
package main
import (
"fmt"
"reflect"
)
type User struct {
Id int
Name string
Age int
}
func (u User) ReflectCallFunc() {
fmt.Println("Allen.Wu ReflectCallFunc")
}
func main() {
user := User{1, "Allen.Wu", 25}
DoFiledAndMethod(user)
}
// 通过接口来获取任意参数,然后一一揭晓
func DoFiledAndMethod(input interface{}) {
getType := reflect.TypeOf(input)
fmt.Println("get Type is :", getType.Name())
getValue := reflect.ValueOf(input)
fmt.Println("get all Fields is:", getValue)
// 获取方法字段
// 1. 先获取interface的reflect.Type,然后通过NumField进行遍历
// 2. 再通过reflect.Type的Field获取其Field
// 3. 最后通过Field的Interface()得到对应的value
for i := 0; i < getType.NumField(); i++ {
field := getType.Field(i)
value := getValue.Field(i).Interface()
fmt.Printf("%s: %v = %v\n", field.Name, field.Type, value)
}
// 获取方法
// 1. 先获取interface的reflect.Type,然后通过.NumMethod进行遍历
for i := 0; i < getType.NumMethod(); i++ {
m := getType.Method(i)
fmt.Printf("%s: %v\n", m.Name, m.Type)
}
}
运行结果:
get Type is : User
get all Fields is: {1 Allen.Wu 25}
Id: int = 1
Name: string = Allen.Wu
Age: int = 25
ReflectCallFunc: func(main.User)
说明
通过运行结果可以得知获取未知类型的interface的具体变量及其类型的步骤为:
- 先获取interface的reflect.Type,然后通过NumField进行遍历
- 再通过reflect.Type的Field获取其Field
- 最后通过Field的Interface()得到对应的value
通过运行结果可以得知获取未知类型的interface的所属方法(函数)的步骤为:
- 先获取interface的reflect.Type,然后通过NumMethod进行遍历
- 再分别通过reflect.Type的Method获取对应的真实的方法(函数)
- 最后对结果取其Name和Type得知具体的方法名
- 也就是说反射可以将“反射类型对象”再重新转换为“接口类型变量”
- struct 或者 struct 的嵌套都是一样的判断处理方式
(四)通过reflect.Value设置实际变量的值
reflect.Value是通过reflect.ValueOf(X)获得的,只有当X是指针的时候,才可以通过reflec.Value修改实际变量X的值,即:要修改反射类型的对象就一定要保证其值是“addressable”的。
package main
import (
"fmt"
"reflect"
)
func main() {
var num float64 = 1.2345
fmt.Println("old value of pointer:", num)
// 通过reflect.ValueOf获取num中的reflect.Value,注意,参数必须是指针才能修改其值
pointer := reflect.ValueOf(&num)
newValue := pointer.Elem()
fmt.Println("type of pointer:", newValue.Type())
fmt.Println("settability of pointer:", newValue.CanSet())
// 重新赋值
newValue.SetFloat(77)
fmt.Println("new value of pointer:", num)
// 如果reflect.ValueOf的参数不是指针,会如何?
pointer = reflect.ValueOf(num)
//newValue = pointer.Elem() // 如果非指针,这里直接panic,“panic: reflect: call of reflect.Value.Elem on float64 Value”
}
运行结果:
old value of pointer: 1.2345
type of pointer: float64
settability of pointer: true
new value of pointer: 77
说明:
- 需要传入的参数是* float64这个指针,然后可以通过pointer.Elem()去获取所指向的Value,注意一定要是指针。
- 如果传入的参数不是指针,而是变量,那么
通过Elem获取原始值对应的对象则直接panic
通过CanSet方法查询是否可以设置返回false - newValue.CantSet()表示是否可以重新设置其值,如果输出的是true则可修改,否则不能修改,修改完之后再进行打印发现真的已经修改了。
- reflect.Value.Elem() 表示获取原始值对应的反射对象,只有原始对象才能修改,当前反射对象是不能修改的
- 也就是说如果要修改反射类型对象,其值必须是“addressable”【对应的要传入的是指针,同时要通过Elem方法获取原始值对应的反射对象】
- struct 或者 struct 的嵌套都是一样的判断处理方式
三、总结
上述详细说明了Golang的反射reflect的各种功能和用法,都附带有相应的示例,相信能够在工程应用中进行相应实践,总结一下就是:
- 反射可以大大提高程序的灵活性,使得interface{}有更大的发挥余地
反射必须结合interface才玩得转 变量的type要是concrete type的(也就是interface变量)才有反射一说
反射可以将“接口类型变量”转换为“反射类型对象”
- 反射使用 TypeOf 和 ValueOf 函数从接口中获取目标对象信息
- 反射可以将“反射类型对象”转换为“接口类型变量
reflect.value.Interface().(已知的类型)
遍历reflect.Type的Field获取其Field
反射可以修改反射类型对象,但是其值必须是“addressable”
想要利用反射修改对象状态,前提是 interface.data 是 settable,即 pointer-interface
通过反射可以“动态”调用方法
因为Golang本身不支持模板,因此在以往需要使用模板的场景下往往就需要使用反射(reflect)来实现。