編程語言中反射的概念

在計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域，反射是指一類應(yīng)用，它們能夠自描述和自控制。也就是說，這類應(yīng)用通過采用某種機(jī)制來實(shí)現(xiàn)對(duì)自己行為的描述（self-representation）和監(jiān)測（examination），并能根據(jù)自身行為的狀態(tài)和結(jié)果，調(diào)整或修改應(yīng)用所描述行為的狀態(tài)和相關(guān)的語義。

每種語言的反射模型都不同，并且有些語言根本不支持反射。Golang語言實(shí)現(xiàn)了反射，反射機(jī)制就是在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)的調(diào)用對(duì)象的方法和屬性，官方自帶的reflect包就是反射相關(guān)的，只要包含這個(gè)包就可以使用。

多插一句，Golang的gRPC也是通過反射實(shí)現(xiàn)的。

Golang的官方包 reflect 實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行時(shí)反射（run-time reflection）。運(yùn)用得當(dāng)，可謂威力無窮。今天，我們就來利用reflect進(jìn)行方法的動(dòng)態(tài)調(diào)用……

基本知識(shí)

首先，反射主要與 golang 的 interface 類型相關(guān)。一個(gè) interface 類型的變量包含了兩個(gè)指針：一個(gè)指向變量的類型，另一個(gè)指向變量的值。最常用的莫過于這兩個(gè)函數(shù)：

func main(){
 s := "hello world"
 fmt.Println(reflect.ValueOf(s))  // hello world
 fmt.Println(reflect.TypeOf(s))  // string
}

其中,

• reflect.ValueOf() 返回值類型：reflect.Value
• reflect.TypeOf() 返回值類型：reflect.Type

創(chuàng)建變量

接下來，我們可以使用 reflect  來動(dòng)態(tài)的創(chuàng)建變量：

func main(){
 var s string
 t := reflect.TypeOf(s)
 fmt.Println(t)         // string
 sptr := reflect.New(t)
 fmt.Printf("%s\n", sptr)    // %!s(*string=0xc00000e1e0)
}

需要留意， reflect.New() 返回的是一個(gè) 指針 ：

New returns a Value representing a pointer to a new zero value for the specified type. That is, the returned Value's Type is PtrTo(typ).

這時(shí)候，我們可以使用 reflect.Value.Elem() 來取得其實(shí)際的值：

sval := sptr.Elem()  // 返回值類型：reflect.Value

然后再將其轉(zhuǎn)為 interface 并做 type-assertion ：

ss := sval.interface().(string)
fmt.Println(ss)    // 空字符串

動(dòng)態(tài)調(diào)用

假設(shè)我們已經(jīng)定義了以下的 struct 并實(shí)現(xiàn)了相關(guān)的方法：

type M struct{}
type In struct{}
type Out struct{}
 
func (m *M) Example(in In) Out {
 return Out{}
}

然后我們就可以通過下面這種方式來進(jìn)行調(diào)用了：

func main() {
 v := reflect.ValueOf(&M{})
 m := v.MethodByName("Example")
 in := m.Type().In(0)
 out := m.Type().Out(0)
 fmt.Println(in, out)
    
 inVal := reflect.New(in).Elem()
    // 可以將 inVal 轉(zhuǎn)為interface后進(jìn)行賦值之類的操作……
 rtn := m.Call([]reflect.Value{inVal})
 fmt.Println(rtn[0])
}

注冊方法

我們再定義一個(gè)保存 M 所有方法的 map struct ：

type Handler struct {
 Func  reflect.Value
 In   reflect.Type
 NumIn int
 Out  reflect.Type
 NumOut int
}

然后我們就可以來遍歷結(jié)構(gòu)體 M 的所有方法了：

func main() {
 handlers := make(map[string]*Handler)
 v := reflect.ValueOf(&M{})
 t := reflect.TypeOf(&M{})
 for i := 0; i < v.NumMethod(); i++ {
 name := t.Method(i).Name
 // 可以根據(jù) i 來獲取實(shí)例的方法，也可以用 v.MethodByName(name) 獲取 
 m := v.Method(i)
 // 這個(gè)例子我們只獲取第一個(gè)輸入?yún)?shù)和第一個(gè)返回參數(shù)
 in := m.Type().In(0)
 out := m.Type().Out(0)
 handlers[name] = &Handler{
  Func:  m,
  In:   in,
  NumIn: m.Type().NumIn(),
  Out:  out,
  NumOut: m.Type().NumOut(),
 }
 }
}

Elem()

在學(xué)習(xí) reflect 的過程中，我們發(fā)現(xiàn) reflect.Value 和 reflect.Type 都提供了 Elem() 方法。

reflect.Value.Elem() 的作用已經(jīng)在前面稍微提到了，主要就是返回一個(gè) interface 或者 pointer 的值：

Elem returns the value that the interface v contains or that the pointer v points to. It panics if v's Kind is not Interface or Ptr. It returns the zero Value if v is nil.

reflect.Type.Elem() 的作用則是返回一個(gè)類型（如：Array，Map，Chan等）的元素的類型：

Elem returns a type's element type. It panics if the type's Kind is not Array, Chan, Map, Ptr, or Slice.

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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