第002节:reflect对象获取接口变量信息

一、反射的规则

其实反射的操作步骤非常的简单,就是通过实体对象获取反射对象(Value、Type),然后操作相应的方法即可。

下图描述了实例、Value、Type 三者之间的转换关系:

第002节:reflect对象获取接口变量信息

反射 API 的分类总结如下:

1) 从实例到 Value

通过实例获取 Value 对象,直接使用 reflect.ValueOf() 函数。例如:

func ValueOf(i interface {}) Value

2) 从实例到 Type

通过实例获取反射对象的 Type,直接使用 reflect.TypeOf() 函数。例如:

func TypeOf(i interface{}) Type

3) 从 Type 到 Value

Type 里面只有类型信息,所以直接从一个 Type 接口变量里面是无法获得实例的 Value 的,但可以通过该 Type 构建一个新实例的 Value。reflect 包提供了两种方法,示例如下:

//New 返回的是一个 Value,该 Value 的 type 为 PtrTo(typ),即 Value 的 Type 是指定 typ 的指针类型
func New(typ Type) Value
//Zero 返回的是一个 typ 类型的零佳,注意返回的 Value 不能寻址,位不可改变
func Zero(typ Type) Value

如果知道一个类型值的底层存放地址,则还有一个函数是可以依据 type 和该地址值恢复出 Value 的。例如:

func NewAt(typ Type, p unsafe.Pointer) Value

4) 从 Value 到 Type

从反射对象 Value 到 Type 可以直接调用 Value 的方法,因为 Value 内部存放着到 Type 类型的指针。例如:

func (v Value) Type() Type

5) 从 Value 到实例

Value 本身就包含类型和值信息,reflect 提供了丰富的方法来实现从 Value 到实例的转换。例如:

//该方法最通用,用来将 Value 转换为空接口,该空接口内部存放具体类型实例
//可以使用接口类型查询去还原为具体的类型
func (v Value) Interface() (i interface{})

//Value 自身也提供丰富的方法,直接将 Value 转换为简单类型实例,如果类型不匹配,则直接引起 panic
func (v Value) Bool () bool
func (v Value) Float() float64
func (v Value) Int() int64
func (v Value) Uint() uint64

6) 从 Value 的指针到值

从一个指针类型的 Value 获得值类型 Value 有两种方法,示例如下。

//如果 v 类型是接口,则 Elem() 返回接口绑定的实例的 Value,如采 v 类型是指针,则返回指针值的 Value,否则引起 panic
func (v Value) Elem() Value
//如果 v 是指针,则返回指针值的 Value,否则返回 v 自身,该函数不会引起 panic
func Indirect(v Value) Value

7) Type 指针和值的相互转换

指针类型 Type 到值类型 Type。例如:

//t 必须是 Array、Chan、Map、Ptr、Slice,否则会引起 panic
//Elem 返回的是其内部元素的 Type
t.Elem() Type

值类型 Type 到指针类型 Type。例如:

//PtrTo 返回的是指向 t 的指针型 Type
func PtrTo(t Type) Type

8) Value 值的可修改性

Value 值的修改涉及如下两个方法:

//通过 CanSet 判断是否能修改
func (v Value ) CanSet() bool
//通过 Set 进行修改
func (v Value ) Set(x Value)

Value 值在什么情况下可以修改?我们知道实例对象传递给接口的是一个完全的值拷贝,如果调用反射的方法 reflect.ValueOf() 传进去的是一个值类型变量, 则获得的 Value 实际上是原对象的一个副本,这个 Value 是无论如何也不能被修改的。

根据 Go 官方关于反射的博客,反射有三大定律:

  1. Reflection goes from interface value to reflection object.
  2. Reflection goes from reflection object to interface value.
  3. To modify a reflection object, the value must be settable.

第一条是最基本的:反射可以从接口值得到反射对象。

​ 反射是一种检测存储在 interface中的类型和值机制。这可以通过 TypeOf函数和 ValueOf函数得到。

第二条实际上和第一条是相反的机制,反射可以从反射对象获得接口值。

​ 它将 ValueOf的返回值通过 Interface()函数反向转变成 interface变量。

前两条就是说 接口型变量和 反射类型对象可以相互转化,反射类型对象实际上就是指的前面说的 reflect.Type和 reflect.Value。

第三条不太好懂:如果需要操作一个反射变量,则其值必须可以修改。

​ 反射变量可设置的本质是它存储了原变量本身,这样对反射变量的操作,就会反映到原变量本身;反之,如果反射变量不能代表原变量,那么操作了反射变量,不会对原变量产生任何影响,这会给使用者带来疑惑。所以第二种情况在语言层面是不被允许的。

二、反射的使用

3.1 从relfect.Value中获取接口interface的信息

当执行reflect.ValueOf(interface)之后,就得到了一个类型为”relfect.Value”变量,可以通过它本身的Interface()方法获得接口变量的真实内容,然后可以通过类型判断进行转换,转换为原有真实类型。不过,我们可能是已知原有类型,也有可能是未知原有类型,因此,下面分两种情况进行说明。

已知原有类型

已知类型后转换为其对应的类型的做法如下,直接通过Interface方法然后强制转换,如下:

realValue := value.Interface().(已知的类型)

示例代码:

package main

import (
    "fmt"
    "reflect"
)

func main() {
    var num float64 = 1.2345

    pointer := reflect.ValueOf(&num)
    value := reflect.ValueOf(num)

    // 可以理解为“强制转换”,但是需要注意的时候,转换的时候,如果转换的类型不完全符合,则直接panic
    // Golang 对类型要求非常严格,类型一定要完全符合
    // 如下两个,一个是*float64,一个是float64,如果弄混,则会panic
    convertPointer := pointer.Interface().(*float64)
    convertValue := value.Interface().(float64)

    fmt.Println(convertPointer)
    fmt.Println(convertValue)
}

运行结果:

0xc000098000
1.2345

说明

  1. 转换的时候,如果转换的类型不完全符合,则直接panic,类型要求非常严格!
  2. 转换的时候,要区分是指针还是指
  3. 也就是说反射可以将“反射类型对象”再重新转换为“接口类型变量”

未知原有类型

很多情况下,我们可能并不知道其具体类型,那么这个时候,该如何做呢?需要我们进行遍历探测其Filed来得知,示例如下:

package main

import (
    "fmt"
    "reflect"
)

type Person struct {
    Name string
    Age int
    Sex string
}

func (p Person)Say(msg string)  {
    fmt.Println("hello,",msg)
}
func (p Person)PrintInfo()  {
    fmt.Printf("姓名:%s,年龄:%d,性别:%s\n",p.Name,p.Age,p.Sex)
}

func main() {
    p1 := Person{"王二狗",30,"男"}

    DoFiledAndMethod(p1)

}

// 通过接口来获取任意参数
func DoFiledAndMethod(input interface{}) {

    getType := reflect.TypeOf(input) //先获取input的类型
    fmt.Println("get Type is :", getType.Name()) // Person
    fmt.Println("get Kind is : ", getType.Kind()) // struct

    getValue := reflect.ValueOf(input)
    fmt.Println("get all Fields is:", getValue) //{王二狗 30 男}

    // 获取方法字段
    // 1. 先获取interface的reflect.Type,然后通过NumField进行遍历
    // 2. 再通过reflect.Type的Field获取其Field
    // 3. 最后通过Field的Interface()得到对应的value
    for i := 0; i < getType.NumField(); i++ {
        field := getType.Field(i)
        value := getValue.Field(i).Interface() //获取第i个值
        fmt.Printf("字段名称:%s, 字段类型:%s, 字段数值:%v \n", field.Name, field.Type, value)
    }

    // 通过反射,操作方法
    // 1. 先获取interface的reflect.Type,然后通过.NumMethod进行遍历
    // 2. 再公国reflect.Type的Method获取其Method
    for i := 0; i < getType.NumMethod(); i++ {
        method := getType.Method(i)
        fmt.Printf("方法名称:%s, 方法类型:%v \n", method.Name, method.Type)
    }
}

运行结果:

get Type is : Person
get Kind is :  struct
get all Fields is: {王二狗 30 男}
字段名称:Name, 字段类型:string, 字段数值:王二狗 
字段名称:Age, 字段类型:int, 字段数值:30 
字段名称:Sex, 字段类型:string, 字段数值:男 
方法名称:PrintInfo, 方法类型:func(main.Person) 
方法名称:Say, 方法类型:func(main.Person, string) 

说明

通过运行结果可以得知获取未知类型的interface的具体变量及其类型的步骤为:

  1. 先获取interface的reflect.Type,然后通过NumField进行遍历
  2. 再通过reflect.Type的Field获取其Field
  3. 最后通过Field的Interface()得到对应的value

通过运行结果可以得知获取未知类型的interface的所属方法(函数)的步骤为:

  1. 先获取interface的reflect.Type,然后通过NumMethod进行遍历
  2. 再分别通过reflect.Type的Method获取对应的真实的方法(函数)
  3. 最后对结果取其Name和Type得知具体的方法名
  4. 也就是说反射可以将“反射类型对象”再重新转换为“接口类型变量”
  5. struct 或者 struct 的嵌套都是一样的判断处理方式

本文参照:

http://www.sohu.com/a/313420275_657921

https://studygolang.com/articles/12348?fr=sidebar

http://c.biancheng.net/golang/

原创文章,Golang中国出品,文章对应源码下载:https://www.qfgolang.com/?page_id=1973

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