golang反射機制介紹

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golang反射機制介紹

Go語言提供了一種機制，在編譯時間不知道類型的情況下，可更新變數、在運行時查看值、調用方法以及直接對他們的布局進行操作，這種機制稱為反射(reflection)。

reflect.Type 和 reflect.Value

反射功能由reflect包提供，它定義了兩個重要的類型：Type 和 Value，分別表示變數的類型和值。反射包裡面，提供了reflect.TypeOf 和 reflect.ValueOf，返回被檢查對象的Type 和 Value:

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

可以看到，TypeOf和ValueOf的參數是interface{}類型，當把一個具體值賦給一個interface{}類型時，會發生一個隱式的類型轉換，轉換會產生一個包含兩個部分內容的介面值：動態類型部分是運算元的類型，動態值部分是運算元的值。

reflect.TypeOf返回介面值對應的動態類型，注意返回的時具體實值型別而不是介面類型。比如下面的輸出的是"*os.File"而不是"io.Writer":

var w io.Writer = os.Stdoutfmt.Println(reflect.TypeOf(v)) // "*os.File"

同理，reflect.ValueOf返回介面動態值，以reflect.Value的形式返回，與reflect.TypeOf類似:

v := reflect.ValueOf(3)fmt.Println(v) //"3"

調用Value的Type方法會把它的類型以reflect.Type方式返回：

t := v.Type() //an reflect.Typefmt.Println(t.String()) //"int"

reflect.ValueOf的逆操作是reflect.Value.Interface方法，它返回一個interface{}介面值，與reflect.Value包含同一個具體值:

v := reflect.ValueOf(3)x := v.Interface()i := x.(int)fmt.Printf("%d\n", i) //"3"

reflect.Value 與 interface{}都可以包含任意值。二者的區別是空介面(interface{})隱藏了值的布局資訊、內建操作和相關方法，除非我們知道它的動態類型，並用一個類型斷言來滲透進去，否則我們對所包含的值能做的事情很少。作為對比，Value有很多方法可以用來分析所包含的值，而不用知道它的類型。

利用反射遍曆結構體

前面介紹的是利用反射列印單一資料型別的類型和結構，接下來介紹如何用反射遍曆一個結構體，可以參考下面的一個代碼：

func Display(i interface{}) {    fmt.Printf("Display %T\n", i)       display("", reflect.ValueOf(i))    } func display(path string, v reflect.Value) {    switch v.Kind() {    case reflect.Int, reflect.Int8, reflect.Int16,        reflect.Int32, reflect.Int64,        reflect.Uint, reflect.Uint8, reflect.Uint16,                reflect.Uint32, reflect.Uint64,                 reflect.Float32, reflect.Float64,               reflect.Bool,               reflect.String:                 fmt.Printf("%s: %v (%s)\n", path, v, v.Type().Name())           case reflect.Ptr:           v = v.Elem()                display(path, v)            case reflect.Slice, reflect.Array:          for i := 0; i < v.Len(); i++ {                  display(" "+path+"["+strconv.Itoa(i)+"]", v.Index(i))                   }           case reflect.Struct:            t := v.Type()           for i := 0; i < v.NumField(); i++ {                     display(" "+path+"."+t.Field(i).Name, v.Field(i))                   }           }   }

首先建立一個Display函數，然後在該函數裡面封裝了一個display，display函數可以遞迴遍曆結構體內部的欄位，如果是簡單的資料類型就直接列印出來，否則就遞迴遍曆結構體成員。接下來簡單解析一下display函數：

數組與切邊：如果v為數組或者切邊，則調用v.Len()函數，擷取該數組或切邊的長度，調用v.Index(i)， 擷取該數組或切邊的第i個元素。

指標: 如果v為指標，調用v.Elem(),擷取指標指向的變數，然後遞迴該變數。

結構體:如果v為結構體，v.NumField()將返回該結構體的欄位數，v.Field(i)將返回第i個欄位。

當然，switch語句這裡，v.Kind()的類型不僅僅是這點，還有一些其他類型，比如reflect.Map，reflect.Interface， reflect.Func，reflect.Chan等等，這段代碼的目的僅僅是為了展示如何用反射遍曆結構體，所以沒有必要考慮所有的結構，都是大同小異的。

接下來我們，我們定義一個內嵌結構體的結構體，並且調用Display函數，遍曆該結構體：

type Person struct {    Name   string       Age    int      Gender bool    }type Student struct {    Person *Person      Course []string     Core   []float32    }func main() {    st := &Student{        Person: &Person{                Name:   "Jim",                      Age:    18,                     Gender: true,                   },          Course: []string{"Math", "Data Structe", "Algorithm"},              Core:   []float32{90.5, 85, 89.9},          }       Display(st) }

輸出如下：

Display *main.Student  .Person.Name: Jim (string)     .Person.Age: 18 (int)    .Person.Gender: true (bool)    .Course[0]: Math (string)     .Course[1]: Data Structe (string)     .Course[2]: Algorithm (string)    .Core[0]: 90.5 (float32)     .Core[1]: 85 (float32)     .Core[2]: 89.9 (float32)

利用reflect.Value修改值

Golang中，反射不只用來解析變數值，還可以改變變數的值，接下來介紹如何用reflect.Value來設定變數的值。

我們需要知道的是，在我們傳參給reflect.ValueOf擷取reflect.Value時，傳入的是參數的拷貝，所以reflect.ValueOf獲得的是傳入參數的拷貝的reflect.Value，對於它的修改對原來的資料是沒有影響的。所以如果我們想要修改原來的值，就需要用指標，然後還需要利用Elem方法擷取指標指向的變數，通過修改Elem()返回的變數，才能真正的修改原始變數的值，如下：

x := 2v := reflect.ValueOf(&x)e := v.Elem()e.Set(reflect.ValueOf(3))fmt.Println(x) //"3"

這裡，還有一些基本類型特化的Set變種：SetInt、SetUint、SetString、SetFloat等：

e.SetInt(4)fmt.Println(e) //"4"

在更新變數前，我們可以用CanSet方法來判斷是否可更改，如果更改一個不可更改的reflect.Value，將導致panic：

fmt.Println(e.CanSet()) //"true"d := reflect.ValueOf(2)fmt.Println(d.CanSet()) //"false"d.Set(reflect.ValueOf(4)) // 這裡將導致panic

備忘

Golang的反射是i一個功能和表達能力都很強大的工具，但是使用它是要謹慎，具體有如下一些原因：

• 基於反射的的代碼都很脆弱。能導致編譯器報告類型錯誤的每種寫法，在反射中都有一個對應的的誤用寫法。編譯器在編譯時間就能向你報告的這個錯誤，而反射錯誤則要等到執行時才以崩潰的方式來報告。並且反射還降低了自動重構和分析工具的安全性和準確度，因為它們無法檢測到類型資訊。

• 我們要避免使用反射的原因是，反射的相關操作無法做靜態類型檢查，所以對於大量使用反射的代碼是很難理解的。對於接受interfacef{}或者reflect.Value的函數，一定要寫清楚期望的參數類型和其他限制條件

• 基於反射的函數會位元定類型最佳化的函數慢一兩個數量級。測試很適合用反射，但是對於關鍵路徑上的函數，最好避免使用反射。