golang基礎之reflect反射的實現(xiàn)
先重復一遍反射三定律:
1.反射可以將“接口類型變量”轉換為“反射類型對象”。
2.反射可以將“反射類型對象”轉換為“接口類型變量”。
3.如果要修改“反射類型對象”,其值必須是“可寫的”(settable)
下面詳細說明了Golang的反射reflect的各種功能和用法,都附帶有相應的示例,相信能夠在工程應用中進行相應實踐,總結一下就是:
反射可以大大提高程序的靈活性,使得interface{}有更大的發(fā)揮余地
反射必須結合interface才玩得轉
變量的type要是concrete type的(也就是interface變量)才有反射一說
反射可以將“接口類型變量”轉換為“反射類型對象”
反射使用 TypeOf 和 ValueOf 函數(shù)從接口中獲取目標對象信息
反射可以將“反射類型對象”轉換為“接口類型變量
reflect.value.Interface().(已知的類型)
遍歷reflect.Type的Field獲取其Field
反射可以修改反射類型對象,但是其值必須是“addressable”
想要利用反射修改對象狀態(tài),前提是 interface.data 是 settable,即 pointer-interface
通過反射可以“動態(tài)”調用方法
因為Golang本身不支持模板,因此在以往需要使用模板的場景下往往就需要使用反射(reflect)來實現(xiàn)
一、interface 和 反射
在講反射之前,先來看看Golang關于類型設計的一些原則
變量包括(type, value)兩部分
理解這一點就知道為什么nil != nil了
type 包括 static type和concrete type,簡單來說 static type是你在編碼是看見的類型(如int、string),concrete type是runtime系統(tǒng)看見的類型
類型斷言能否成功,取決于變量的concrete type,而不是static type. 因此,一個 reader變量如果它的concrete type也實現(xiàn)了write方法的話,它也可以被類型斷言為writer。
接下來要講的反射,就是建立在類型之上的,Golang的指定類型的變量的類型是靜態(tài)的(也就是指定int、string這些的變量,它的type是static type),在創(chuàng)建變量的時候就已經確定,反射主要與Golang的interface類型相關(它的type是concrete type),只有interface類型才有反射一說。
二、Golang的反射reflect
(一)reflect的基本功能TypeOf和ValueOf
既然反射就是用來檢測存儲在接口變量內部(值value;類型concrete type) pair對的一種機制。
那么在Golang的reflect反射包中有什么樣的方式可以讓我們直接獲取到變量內部的信息呢?
它提供了兩種類型(或者說兩個方法)讓我們可以很容易的訪問接口變量內容,分別是reflect.ValueOf() 和 reflect.TypeOf(),看看官方的解釋:
// 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 {...} 翻譯一下:ValueOf用來獲取輸入?yún)?shù)接口中的數(shù)據(jù)的值,如果接口為空則返回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 {...} 翻譯一下:TypeOf用來動態(tài)獲取輸入?yún)?shù)接口中的值的類型,如果接口為空則返回nil
reflect.TypeOf()是獲取pair中的type,reflect.ValueOf()獲取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)) } 運行結果: type: float64 value: 1.2345
說明
reflect.TypeOf: 直接給到了我們想要的type類型,如float64、int、各種pointer、struct 等等真實的類型。
reflect.ValueOf:直接給到了我們想要的具體的值,如1.2345這個具體數(shù)值,或者類似&{1 “Allen.Wu” 25} 這樣的結構體struct的值。
也就是說明反射可以將“接口類型變量”轉換為“反射類型對象”,反射類型指的是reflect.Type和reflect.Value這兩種。
(二)從relfect.Value中獲取接口interface的信息
當執(zhí)行reflect.ValueOf(interface)之后,就得到了一個類型為”relfect.Value”變量,可以通過它本身的Interface()方法獲得接口變量的真實內容,然后可以通過類型判斷進行轉換,轉換為原有真實類型。不過,我們可能是已知原有類型,也有可能是未知原有類型,因此,下面分兩種情況進行說明。
已知原有類型【進行“強制轉換”】
已知類型后轉換為其對應的類型的做法如下,直接通過Interface方法然后強制轉換,如下:
realValue := value.Interface().(已知的類型)
package main import ( "fmt" "reflect" ) func main() { var num float64 = 1.2345 pointer := reflect.ValueOf(&num) value := reflect.ValueOf(num) // 可以理解為“強制轉換”,但是需要注意的時候,轉換的時候,如果轉換的類型不完全符合,則直接panic // Golang 對類型要求非常嚴格,類型一定要完全符合 // 如下兩個,一個是*float64,一個是float64,如果弄混,則會panic convertPointer := pointer.Interface().(*float64) convertValue := value.Interface().(float64) fmt.Println(convertPointer) fmt.Println(convertValue) } 運行結果: 0xc42000e238 1.2345
說明:
- 轉換的時候,如果轉換的類型不完全符合,則直接panic,類型要求非常嚴格!
- 轉換的時候,要區(qū)分是指針還是指
- 也就是說反射可以將“反射類型對象”再重新轉換為“接口類型變量”
(三)未知原有類型【遍歷探測其Filed】
很多情況下,我們可能并不知道其具體類型,那么這個時候,該如何做呢?需要我們進行遍歷探測其Filed來得知,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) } // 通過接口來獲取任意參數(shù),然后一一揭曉 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) // 獲取方法字段 // 1. 先獲取interface的reflect.Type,然后通過NumField進行遍歷 // 2. 再通過reflect.Type的Field獲取其Field // 3. 最后通過Field的Interface()得到對應的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) } // 獲取方法 // 1. 先獲取interface的reflect.Type,然后通過.NumMethod進行遍歷 for i := 0; i < getType.NumMethod(); i++ { m := getType.Method(i) fmt.Printf("%s: %v\n", m.Name, m.Type) } } 運行結果: 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)
說明
通過運行結果可以得知獲取未知類型的interface的具體變量及其類型的步驟為:
- 先獲取interface的reflect.Type,然后通過NumField進行遍歷
- 再通過reflect.Type的Field獲取其Field
- 最后通過Field的Interface()得到對應的value
通過運行結果可以得知獲取未知類型的interface的所屬方法(函數(shù))的步驟為:
- 先獲取interface的reflect.Type,然后通過NumMethod進行遍歷
- 再分別通過reflect.Type的Method獲取對應的真實的方法(函數(shù))
- 最后對結果取其Name和Type得知具體的方法名
- 也就是說反射可以將“反射類型對象”再重新轉換為“接口類型變量”
- struct 或者 struct 的嵌套都是一樣的判斷處理方式
(四)通過reflect.Value設置實際變量的值
reflect.Value是通過reflect.ValueOf(X)獲得的,只有當X是指針的時候,才可以通過reflec.Value修改實際變量X的值,即:要修改反射類型的對象就一定要保證其值是“addressable”的。
package main import ( "fmt" "reflect" ) func main() { var num float64 = 1.2345 fmt.Println("old value of pointer:", num) // 通過reflect.ValueOf獲取num中的reflect.Value,注意,參數(shù)必須是指針才能修改其值 pointer := reflect.ValueOf(&num) newValue := pointer.Elem() fmt.Println("type of pointer:", newValue.Type()) fmt.Println("settability of pointer:", newValue.CanSet()) // 重新賦值 newValue.SetFloat(77) fmt.Println("new value of pointer:", num) // 如果reflect.ValueOf的參數(shù)不是指針,會如何? pointer = reflect.ValueOf(num) //newValue = pointer.Elem() // 如果非指針,這里直接panic,“panic: reflect: call of reflect.Value.Elem on float64 Value” } 運行結果: old value of pointer: 1.2345 type of pointer: float64 settability of pointer: true new value of pointer: 77
說明:
- 需要傳入的參數(shù)是* float64這個指針,然后可以通過pointer.Elem()去獲取所指向的Value,注意一定要是指針。
- 如果傳入的參數(shù)不是指針,而是變量,那么
通過Elem獲取原始值對應的對象則直接panic
通過CanSet方法查詢是否可以設置返回false - newValue.CantSet()表示是否可以重新設置其值,如果輸出的是true則可修改,否則不能修改,修改完之后再進行打印發(fā)現(xiàn)真的已經修改了。
- reflect.Value.Elem() 表示獲取原始值對應的反射對象,只有原始對象才能修改,當前反射對象是不能修改的
- 也就是說如果要修改反射類型對象,其值必須是“addressable”【對應的要傳入的是指針,同時要通過Elem方法獲取原始值對應的反射對象】
- struct 或者 struct 的嵌套都是一樣的判斷處理方式
三、總結
上述詳細說明了Golang的反射reflect的各種功能和用法,都附帶有相應的示例,相信能夠在工程應用中進行相應實踐,總結一下就是:
- 反射可以大大提高程序的靈活性,使得interface{}有更大的發(fā)揮余地
反射必須結合interface才玩得轉 變量的type要是concrete type的(也就是interface變量)才有反射一說
反射可以將“接口類型變量”轉換為“反射類型對象”
- 反射使用 TypeOf 和 ValueOf 函數(shù)從接口中獲取目標對象信息
- 反射可以將“反射類型對象”轉換為“接口類型變量
reflect.value.Interface().(已知的類型)
遍歷reflect.Type的Field獲取其Field
反射可以修改反射類型對象,但是其值必須是“addressable”
想要利用反射修改對象狀態(tài),前提是 interface.data 是 settable,即 pointer-interface
通過反射可以“動態(tài)”調用方法
因為Golang本身不支持模板,因此在以往需要使用模板的場景下往往就需要使用反射(reflect)來實現(xiàn)。
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