# 《Go语言四十二章经》第二十七章反射(reflect)

27.1 反射(reflect)#

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。

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func TypeOf(i interface{}) Type
2
type Type interface
3

4
func ValueOf(i interface{}) Value
5
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<值，类型>对，<value,type> :

1
(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：

1
func TypeOf(i interface{}) Type
2
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。

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package main
2

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import (
4
  "fmt"
5
  "reflect"
6
)
7

8
type Student struct {
9
  name string
10
}
11

12
func main() {
13

14
  var a int = 50
15
  v := reflect.ValueOf(a) // 返回Value类型对象，值为50
16
  t := reflect.TypeOf(a)  // 返回Type类型对象，值为int
17
  fmt.Println(v, t, v.Type(), t.Kind())
18

19
  var b [5]int = [5]int{5, 6, 7, 8}
20
  fmt.Println(reflect.TypeOf(b), reflect.TypeOf(b).Kind(),reflect.TypeOf(b).Elem()) // [5]int array int
21

22
  var Pupil Student
23
  p := reflect.ValueOf(Pupil) // 使用ValueOf()获取到结构体的Value对象
24

25
  fmt.Println(p.Type()) // 输出:Student
26
  fmt.Println(p.Kind()) // 输出:struct
27

28
}

在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：

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package main
2

3
import (
4
  "fmt"
5
  "reflect"
6
)
7

8
type Student struct {
9
  name string
10
  Age  int
11
}
12

13
func main() {
14

15
  var a int = 50
16
  v := reflect.ValueOf(a) // 返回Value类型对象，值为50
17
  t := reflect.TypeOf(a)  // 返回Type类型对象，值为int
18
  fmt.Println(v, t, v.Type(), t.Kind(), reflect.ValueOf(&a).Elem())
19
  seta := reflect.ValueOf(&a).Elem() // 这样才能让seta保存a的值
20
  fmt.Println(seta, seta.CanSet())
21
  seta.SetInt(1000)
22
  fmt.Println(seta)
23

24
  var b [5]int = [5]int{5, 6, 7, 8}
25
  fmt.Println(reflect.TypeOf(b), reflect.TypeOf(b).Kind(), reflect.TypeOf(b).Elem())
26

27
  var Pupil Student = Student{"joke", 18}
28
  p := reflect.ValueOf(Pupil) // 使用ValueOf()获取到结构体的Value对象
29

30
  fmt.Println(p.Type()) // 输出:Student
31
  fmt.Println(p.Kind()) // 输出:struct
32

33
  setStudent := reflect.ValueOf(&Pupil).Elem()
34
  //setStudent.Field(0).SetString("Mike") // 未导出字段，不能修改，panic会发生
35
  setStudent.Field(1).SetInt(19)
36
  fmt.Println(setStudent)
37

38
}

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。

1
package main
2

3
import (
4
  "fmt"
5
  "reflect"
6
)
7

8
type Student struct {
9
  name string
10
  Age  int `json:"years"`
11
}
12

13
func main() {
14
  var Pupil Student = Student{"joke", 18}
15
  setStudent := reflect.ValueOf(&Pupil).Elem()
16

17
  sSAge, _ := setStudent.Type().FieldByName("Age")
18
  fmt.Println(sSAge.Tag.Get("json")) // years
19
}

1
程序输出：
2
years

27.2 反射结构体#

为了完整说明反射的情况，通过反射一个结构体类型，综合来说明。下面例子较为系统地利用一个结构体，来充分举例说明反射：

1
package main
2

3
import (
4
  "fmt"
5
  "reflect"
6
)
7

8
// 结构体
9
type ss struct {
10
  int
11
  string
12
  bool
13
  float64
14
}
15

16
func (s ss) Method1(i int) string  { return "结构体方法1" }
17
func (s *ss) Method2(i int) string { return "结构体方法2" }
18

19
var (
20
  structValue = ss{ // 结构体
21
    20,
22
    "结构体",
23
    false,
24
    64.0,
25
  }
26
)
27

28
// 复杂类型
29
var complexTypes = []interface{}{
30
  structValue, &structValue, // 结构体
31
  structValue.Method1, structValue.Method2, // 方法
32
}
33

34
func main() {
35
  // 测试复杂类型
36
  for i := 0; i < len(complexTypes); i++ {
37
    PrintInfo(complexTypes[i])
38
  }
39
}
40

41
func PrintInfo(i interface{}) {
42
  if i == nil {
43
    fmt.Println("--------------------")
44
    fmt.Printf("无效接口值：%v\n", i)
45
    fmt.Println("--------------------")
46
    return
47
  }
48
  v := reflect.ValueOf(i)
49
  PrintValue(v)
50
}
51

52
func PrintValue(v reflect.Value) {
53
  fmt.Println("--------------------")
54
  // ----- 通用方法 -----
55
  fmt.Println("String             :", v.String())  // 反射值的字符串形式
56
  fmt.Println("Type               :", v.Type())    // 反射值的类型
57
  fmt.Println("Kind               :", v.Kind())    // 反射值的类别
58
  fmt.Println("CanAddr            :", v.CanAddr()) // 是否可以获取地址
59
  fmt.Println("CanSet             :", v.CanSet())  // 是否可以修改
60
  if v.CanAddr() {
61
    fmt.Println("Addr               :", v.Addr())       // 获取地址
62
    fmt.Println("UnsafeAddr         :", v.UnsafeAddr()) // 获取自由地址
63
  }
64
  // 获取方法数量
65
  fmt.Println("NumMethod          :", v.NumMethod())
66
  if v.NumMethod() > 0 {
67
    // 遍历方法
68
    i := 0
69
    for ; i < v.NumMethod()-1; i++ {
70
      fmt.Printf("    ┣ %v\n", v.Method(i).String())
71
      //      if i >= 4 { // 只列举 5 个
72
      //        fmt.Println("    ┗ ...")
73
      //        break
74
      //      }
75
    }
76
    fmt.Printf("    ┗ %v\n", v.Method(i).String())
77
    // 通过名称获取方法
78
    fmt.Println("MethodByName       :", v.MethodByName("String").String())
79
  }
80

81
  switch v.Kind() {
82
  // 结构体：
83
  case reflect.Struct:
84
    fmt.Println("=== 结构体 ===")
85
    // 获取字段个数
86
    fmt.Println("NumField           :", v.NumField())
87
    if v.NumField() > 0 {
88
      var i int
89
      // 遍历结构体字段
90
      for i = 0; i < v.NumField()-1; i++ {
91
        field := v.Field(i) // 获取结构体字段
92
        fmt.Printf("    ├ %-8v %v\n", field.Type(), field.String())
93
      }
94
      field := v.Field(i) // 获取结构体字段
95
      fmt.Printf("    └ %-8v %v\n", field.Type(), field.String())
96
      // 通过名称查找字段
97
      if v := v.FieldByName("ptr"); v.IsValid() {
98
        fmt.Println("FieldByName(ptr)   :", v.Type().Name())
99
      }
100
      // 通过函数查找字段
101
      v := v.FieldByNameFunc(func(s string) bool { return len(s) > 3 })
102
      if v.IsValid() {
103
        fmt.Println("FieldByNameFunc    :", v.Type().Name())
104
      }
105
    }
106
  }
107
}

1
程序输出：
2
String             : <main.ss Value>
3
Type               : main.ss
4
Kind               : struct
5
CanAddr            : false
6
CanSet             : false
7
NumMethod          : 1
8
    ┗ <func(int) string Value>
9
MethodByName       : <invalid Value>
10
=== 结构体 ===
11
NumField           : 4
12
    ├ int      <int Value>
13
    ├ string   结构体
14
    ├ bool     <bool Value>
15
    └ float64  <float64 Value>
16
--------------------
17
String             : <*main.ss Value>
18
Type               : *main.ss
19
Kind               : ptr
20
CanAddr            : false
21
CanSet             : false
22
NumMethod          : 2
23
    ┣ <func(int) string Value>
24
    ┗ <func(int) string Value>
25
MethodByName       : <invalid Value>
26
--------------------
27
String             : <func(int) string Value>
28
Type               : func(int) string
29
Kind               : func
30
CanAddr            : false
31
CanSet             : false
32
NumMethod          : 0
33
--------------------
34
String             : <func(int) string Value>
35
Type               : func(int) string
36
Kind               : func
37
CanAddr            : false
38
CanSet             : false
39
NumMethod          : 0

细心的读者可能发现了上面代码中的一个有趣的问题，那就是structValue, &structValue的反射结果是不一样的，指针对象在这里有两个方法，而值对象只有一个方法，这是因为Method2()方法是指针方法，在值对象中是不能被反射到的。

第二十六章测试

第二十八章 unsafe包

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虽然本书中例子都经过实际运行，但难免出现错误和不足之处，烦请您指出；如有建议也欢迎交流。