Go语言反射(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。

func TypeOf(i interface{}) Type
type Type interface func ValueOf(i interface{}) Value
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> :

(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：

func TypeOf(i interface{}) Type
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。

package mainimport ("fmt""reflect"
)type Student struct {name string
}func main() {var a int = 50v := reflect.ValueOf(a) // 返回Value类型对象，值为50t := reflect.TypeOf(a)  // 返回Type类型对象，值为intfmt.Println(v, t, v.Type(), t.Kind())var b [5]int = [5]int{5, 6, 7, 8}fmt.Println(reflect.TypeOf(b), reflect.TypeOf(b).Kind(),reflect.TypeOf(b).Elem()) // [5]int array intvar Pupil Studentp := reflect.ValueOf(Pupil) // 使用ValueOf()获取到结构体的Value对象fmt.Println(p.Type()) // 输出:Studentfmt.Println(p.Kind()) // 输出:struct}

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：

package mainimport ("fmt""reflect"
)type Student struct {name stringAge  int
}func main() {var a int = 50v := reflect.ValueOf(a) // 返回Value类型对象，值为50t := reflect.TypeOf(a)  // 返回Type类型对象，值为intfmt.Println(v, t, v.Type(), t.Kind(), reflect.ValueOf(&a).Elem())seta := reflect.ValueOf(&a).Elem() // 这样才能让seta保存a的值fmt.Println(seta, seta.CanSet())seta.SetInt(1000)fmt.Println(seta)var b [5]int = [5]int{5, 6, 7, 8}fmt.Println(reflect.TypeOf(b), reflect.TypeOf(b).Kind(), reflect.TypeOf(b).Elem())var Pupil Student = Student{"joke", 18}p := reflect.ValueOf(Pupil) // 使用ValueOf()获取到结构体的Value对象fmt.Println(p.Type()) // 输出:Studentfmt.Println(p.Kind()) // 输出:structsetStudent := reflect.ValueOf(&Pupil).Elem()//setStudent.Field(0).SetString("Mike") // 未导出字段，不能修改，panic会发生setStudent.Field(1).SetInt(19)fmt.Println(setStudent)}

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。

package mainimport ("fmt""reflect"
)type Student struct {name stringAge  int `json:"years"`
}func main() {var Pupil Student = Student{"joke", 18}setStudent := reflect.ValueOf(&Pupil).Elem()sSAge, _ := setStudent.Type().FieldByName("Age")fmt.Println(sSAge.Tag.Get("json")) // years
}
程序输出：
years

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：

package mainimport ("fmt""reflect"
)// 结构体
type ss struct {intstringboolfloat64
}func (s ss) Method1(i int) string  { return "结构体方法1" }
func (s *ss) Method2(i int) string { return "结构体方法2" }var (structValue = ss{ // 结构体20, "结构体", false, 64.0, }
)// 复杂类型
var complexTypes = []interface{}{structValue, &structValue, // 结构体structValue.Method1, structValue.Method2, // 方法
}func main() {// 测试复杂类型for i := 0; i < len(complexTypes); i++ {PrintInfo(complexTypes[i])}
}func PrintInfo(i interface{}) {if i == nil {fmt.Println("--------------------")fmt.Printf("无效接口值：%v\n", i)fmt.Println("--------------------")return}v := reflect.ValueOf(i)PrintValue(v)
}func PrintValue(v reflect.Value) {fmt.Println("--------------------")// ----- 通用方法 -----fmt.Println("String             :", v.String())  // 反射值的字符串形式fmt.Println("Type               :", v.Type())    // 反射值的类型fmt.Println("Kind               :", v.Kind())    // 反射值的类别fmt.Println("CanAddr            :", v.CanAddr()) // 是否可以获取地址fmt.Println("CanSet             :", v.CanSet())  // 是否可以修改if v.CanAddr() {fmt.Println("Addr               :", v.Addr())       // 获取地址fmt.Println("UnsafeAddr         :", v.UnsafeAddr()) // 获取自由地址}// 获取方法数量fmt.Println("NumMethod          :", v.NumMethod())if v.NumMethod() > 0 {// 遍历方法i := 0for ; i < v.NumMethod()-1; i++ {fmt.Printf("    ┣ %v\n", v.Method(i).String())//            if i >= 4 { // 只列举 5 个//                fmt.Println("    ┗ ...")//                break//            }}fmt.Printf("    ┗ %v\n", v.Method(i).String())// 通过名称获取方法fmt.Println("MethodByName       :", v.MethodByName("String").String())}switch v.Kind() {// 结构体：case reflect.Struct:fmt.Println("=== 结构体 ===")// 获取字段个数fmt.Println("NumField           :", v.NumField())if v.NumField() > 0 {var i int// 遍历结构体字段for i = 0; i < v.NumField()-1; i++ {field := v.Field(i) // 获取结构体字段fmt.Printf("    ├ %-8v %v\n", field.Type(), field.String())}field := v.Field(i) // 获取结构体字段fmt.Printf("    └ %-8v %v\n", field.Type(), field.String())// 通过名称查找字段if v := v.FieldByName("ptr"); v.IsValid() {fmt.Println("FieldByName(ptr)   :", v.Type().Name())}// 通过函数查找字段v := v.FieldByNameFunc(func(s string) bool { return len(s) > 3 })if v.IsValid() {fmt.Println("FieldByNameFunc    :", v.Type().Name())}}}
}
程序输出：
String             : <main.ss Value>
Type               : main.ss
Kind               : struct
CanAddr            : false
CanSet             : false
NumMethod          : 1┗ <func(int) string Value>
MethodByName       : <invalid Value>
=== 结构体 ===
NumField           : 4├ int      <int Value>├ string   结构体├ bool     <bool Value>└ float64  <float64 Value>
--------------------
String             : <*main.ss Value>
Type               : *main.ss
Kind               : ptr
CanAddr            : false
CanSet             : false
NumMethod          : 2┣ <func(int) string Value>┗ <func(int) string Value>
MethodByName       : <invalid Value>
--------------------
String             : <func(int) string Value>
Type               : func(int) string
Kind               : func
CanAddr            : false
CanSet             : false
NumMethod          : 0
--------------------
String             : <func(int) string Value>
Type               : func(int) string
Kind               : func
CanAddr            : false
CanSet             : false
NumMethod          : 0