Go语言备忘录(2):反射的原理与使用详解
本文内容是本人对Go语言的反射原理与使用的备忘录,记录了关键的相关知识点,以供翻查。 文中如有错误的地方请大家指出,以免误导!转摘本文也请注明出处:Go语言备忘录(2):反射的原理与使用详解,多谢! 参考书籍《The Go Programming Language》、《Go In Action》、《Go语言学习笔记》等
目录:
- Go的变量都是静态类型(声明时指定的类型),它也有底层类型(定义类型时指定的基础类型,即:它是以什么形式存储的);
- 一个接口变量存储了一对(value, type):赋值给这个接口变量的具体值value、以及这个值的类型描述符type;
- Go的接口变量都是静态类型化的:一个接口类型变量总是保持同一个静态类型(即声明时指定的接口类型),即使在运行时它保存的值的类型发生变化,这些值总是满足这个接口。
- 接口的静态类型决定了能用接口变量调用哪些方法(接口中定义的方法,它们是保存的值的方法集的子集);
- 反射是一种检查存储在接口变量中的(value, type)对的机制,反射操作所需的全部信息都源自接口变量(通过把变量转换为空接口变量,从而获得了该变量的value、type,这样就可以进行一系列的“反射操作”);
- reflect包中的两个类型:Type和Value,这两种类型提供了访问一个接口变量中所包含的(value, type)对的途径;
2.反射由reflect包提供支持,主要方法:
- func TypeOf ( i interface{} ) Type:
如 reflect.Typeof(x) ,形参x被保存为一个接口值并作为参数传递(复制),方法内部会把该接口值拆包恢复出x的类型信息保存为reflect.Type并返回; - func ValueOf ( i interface{} ) Value:
如 reflect.ValueOf(x) ,形参被保存为一个接口值并作为参数传递(复制), 方法内部把该接口值的值恢复出来保存为reflect.Value并返回;
- Type 接口:可以表示一个Go类型
- 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、map、通道的基类型;
- 可用反射提取struct tag,还能自动分解,常用于ORM映射、数据验证等;
- 辅助判断方法Implements()、ConvertibleTo()、AssignableTo()
- Value 结构体:可以持有一个任意类型的值
- 调用 Value 的 Type() 将返回具体类型所对应的 reflect.Type(静态类型)
- 调用 Value 的 Kind() 将返回一个常量,表示具体类型的底层类型
- Interface方法是ValueOf方法的逆,它把一个reflect.Value恢复成一个接口值:把Value中保存的类型和值的信息打包成一个接口表示并返回;如:
y,ok := v.Interface().(float64) // y 的类型被断言为 float64
fmt.Println(y)
以上可简写为这样:
fmt.Println(v.Interface()) //fmt.Println会把它恢复出来 - 通道类型的反射对象:有TrySend()、TryRecv()方法;
- IsNil()方法判断反射对象保存的值是否为nil;
v := reflect.ValueOf(&x)
m := v.MethodByName("Show")
in := []reflect.Value{
reflect.ValueOf(23),
reflect.ValueOf(323),
}
out := m.Call(in) //对于变参可用CallSlice方法
- 原理:
- 因为给Go的函数、方法传递的都是形参的副本,同样的,反射一个对象时,形参被保存为一个接口对象并作为参数传递(复制),该接口变量是non-settable的,返回的Value也是non-settable的,对它调用Set方法会出现错误;
- Value的CanSet方法用于测试一个Value的Settablity性质,它有点像unaddressability,但是更加严格,描述的是一个反射对象能够修改创造它的那个实际存储的值的能力。settability由反射对象是否保存原始项而决定。
- 所以,如果想通过反射来修改对象,必须先把该对象的指针传给reflect.ValueOf(&x),这样得到的Value对象内部就保存了原对象指针的副本,只有找到该指针指向的值才能修改原始对象,通过Elem()方法就可以获得一个保存了原对象的Value对象,此时的Value对象就是settable的;
- 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
- 方式1:通过把反射对象转换回原对象类型的指针,然后直接修改该指针
- px := d.Addr().Interface().(*int)
- 第一步是调用Addr()方法,它返回一个Value,里面保存了指向变量的指针。
- 然后是在Value上调用Interface()方法,也就是返回一个interface{},里面通用包含指向变量的指针。
- 最后,如果我们知道变量的类型,我们可以使用类型的断言机制将得到的interface{}类型的接口强制环为普通的类型指针。这样我们就可以通过这个普通指针来更新变量了
- 方式2:可直接通过Set()方法来修改
- d.Set(reflect.ValueOf(4))
- SetInt、SetUint、SetString和SetFloat等方法:d.SetInt(3),注意:虽然如SetInt()等方法只要参数变量的底层数据类型是有符号整数就可以工作,但不能是一个引用interface{}类型的reflect.Value
- 小结:Value反射对象为了修改它们所表示的东西必须要有这些东西的地址
- 例子:
var x float64 = 3.4
p := reflect.ValueOf(&x) // 注意这里:把x地址传进去了!
fmt.Println(p.Type()) //*float64
fmt.Println(p.CanSet()) //false 这里的p只是指针,仍然是non-settable的
v := p.Elem() //此时的v保存了x
fmt.Println( v.CanSet()) //true
v.SetFloat(7.1)
fmt.Println(v.Interface()) //7.1
fmt.Println(x) //7.1
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struct中只有被导出的字段才是settable的。
type T struct {
A int
B string
}
t := T{23, "skidoo"}
s := reflect.ValueOf(&t).Elem()
typeOfT := s.Type()//把s.Type()返回的Type对象复制给typeofT,typeofT也是一个反射。
for i := 0; i < s.NumField(); i++ {
f := s.Field(i)//迭代s的各个域,注意每个域仍然是反射。
fmt.Printf("%d: %s %s = %v\n", i,
typeOfT.Field(i).Name, f.Type(), f.Interface())//提取了每个域的名字
}
//0: A int = 23
//1: B string = skidoo s.Field(0).SetInt(77) //s.Field(0).Set(reflect.ValueOf(77))
s.Field(1).SetString("Sunset Strip")
fmt.Println("t is now", t) //t is now {77 Sunset Strip}
- 定义一个可适应不同数据类型的通用模板算法函数,然后用reflect.MakeFunc()方法,可以把任意函数类型变量绑定到通用模板算法函数(为一系列函数对象指定同一个函数体);
package main import (
"reflect"
"strings"
"fmt"
)
//通用算法函数体模板
func add(args []reflect.Value) (results []reflect.Value) {
if len(args) == 0 {
return nil
}
var r reflect.Value
switch args[0].Kind() {
case reflect.Int:
n:=0
for _,a:=range args{
n+=int(a.Int())
}
r = reflect.ValueOf(n)
case reflect.String:
ss := make([]string,0,len(args))
for _,s:=range args{
ss = append(ss,s.String())
}
r=reflect.ValueOf(strings.Join(ss,""))
}
results = append(results,r)
return
}
func makeAdd(T interface{}) {
fn:=reflect.ValueOf(T).Elem()
v:=reflect.MakeFunc(fn.Type(),add) //把原始函数变量的类型和通用算法函数存到同一个Value中
fn.Set(v) //把原始函数指针变量指向v,这样它就获得了函数体
}
func main() {
//定义函数变量,未定义函数体
var intAdd func(x,y int) int
var strAdd func(a,b string) string makeAdd(&intAdd)
makeAdd(&strAdd) fmt.Println(intAdd(12,23)) //35
fmt.Println(strAdd("hello, ","world!")) //hello, world!
}
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