golang 反射_Go进阶：反射3定律

原文作者：shitaibin

来源：简书

各位学习Go语言的朋友，周末好，这次跟大家聊一聊Go语言的一个高级话题：反射。

这篇文章是从我过去的学习笔记修改来的，内容主要来自Go Blog的一篇文章《The law of reflection》。

这篇文章主要介绍反射和接口的关系，解释内在的关系和原理。

反射来自元编程，指通过类型检查变量本身数据结构的方式，只有部分编程语言支持反射。

<h2><span style="font-weight:bold;">类型</span></h2>

反射构建在类型系统之上，Go是静态类型语言，每一个变量都有静态类型，在编译时就确定下来了。

比如：

<pre class="has"><code>type MyInt int

var i int
var j MyInt</code></pre>

i和j的底层类型都是<code>int</code>，但i的静态类型是<code>int</code>，j的静态类型是<code>MyInt</code>，这两个是不同类型，是不能直接赋值的，需要类型强制转换。

接口类型比较特殊，接口类型的变量被多种对象类型赋值，看起来像动态语言的特性，但变量类型始终是接口类型，Go是静态的。举例：

<pre class="has"><code>var r io.Reader
r = os.Stdin
r = bufio.NewReader(r)
r = new(bytes.Buffer)
// and so on</code></pre>

虽然r被3种类型的变量赋值，但r的类型始终是<code>io.Reader</code>。

<blockquote>

最特别：空接口<code>interface{}</code>的变量可以被任何类型的值赋值，但类型一直都是<code>interface{}</code>。

</blockquote> <h2/> <h2><span style="font-weight:bold;">接口的表示</span></h2>

Russ Cox(Go语言创始人)在他的博客详细介绍了Go语言接口，结论是：

接口类型的变量存储的是一对数据：

<ol><li>

变量实际的值

</li><li>

变量的静态类型

</li></ol>

例子：

<pre class="has"><code>var r io.Reader
tty, err := os.OpenFile("/dev/tty", os.O_RDWR, 0)
if err != nil {
return nil, err
}
r = tty</code></pre>

r是接口类型变量，保存了值tty和tty的类型<code>*os.File</code>，所以才能使用类型断言判断r保存的值的静态类型：

<pre class="has"><code>var w io.Writer
w = r.(io.Writer)</code></pre>

虽然r中包含了tty和它的类型，包含了tty的所有函数，但r是接口类型，决定了r只能调用接口<code>io.Reader</code>中包含的函数。

记住：接口变量保存的不是接口类型的值，还是英语说起来更方便：Interfaces do not hold interface values.

<h2><span style="font-weight:bold;">反射的3条定律</span></h2> <h3><span style="font-weight:bold;">定律1：从接口值到反射对象</span></h3>

反射是一种检测存储在接口变量中值和类型的机制。通过<code>reflect</code>包的一些函数，可以把接口转换为反射定义的对象。

掌握<code>reflect</code>包的以下函数：

<ol><li>

<code>reflect.ValueOf({}interface) reflect.Value</code>：获取某个变量的值，但值是通过<code>reflect.Value</code>对象描述的。

</li><li>

<code>reflect.TypeOf({}interface) reflect.Type</code>：获取某个变量的静态类型，但值是通过<code>reflect.Type</code>对象描述的，是可以直接使用<code>Println</code>打印的。

</li><li>

<code>reflect.Value.Kind() Kind</code>：获取变量值的底层类型(类别)，注意不是类型，是Int、Float，还是Struct，还是Slice，具体见此。

</li><li>

<code>reflect.Value.Type() reflect.Type</code>：获取变量值的类型，效果等同于<code>reflect.TypeOf</code>。

</li></ol>

再解释下Kind和Type的区别，比如：

<pre class="has"><code>type MyInt int
var x MyInt = 7
v := reflect.ValueOf(x)</code></pre>

v.Kind()得到的是Int，而Type得到是<code>MyInt</code>。

<h3><span style="font-weight:bold;">定律2：从反射对象到接口值</span></h3>

定律2是定律1的逆向过程，上面我们学了：<code>普通变量 -> 接口变量 -> 反射对象</code>的过程，这是从<code>反射对象 -> 接口变量</code>的过程，使用的是<code>Value</code>的<code>Interface</code>函数，是把实际的值赋值给空接口变量，它的声明如下：

<pre class="has"><code>func (v Value) Interface() (i interface{})</code></pre>

回忆一下：接口变量存储了实际的值和值的类型，<code>Println</code>可以根据接口变量实际存储的类型自动识别其值并打印。

注意事项：如果Value是结构体的非导出字段，调用该函数会导致panic。

<h3><span style="font-weight:bold;">定律3：当反射对象所存的值是可设置时，反射对象才可修改</span></h3>

从定律1入手理解，定律3就不再那么难懂。

Settability is a property of a reflection Value, and not all reflection Values have it.

可设置指的是，可以通过Value设置原始变量的值。

通过函数的例子思考一下可设置：

<pre class="has"><code>func f(x int)</code></pre>

在调用f的时候，传入了参数x，从函数内部修改x的值，外部的变量的值并不会发生改变，因为这种是传值，是拷贝的传递方式。

<pre class="has"><code>func f(p *int)</code></pre>

函数f的入参是指针类型，在函数内部的修改变量的值，函数外部变量的值也会跟着变化。

使用反射也是这个原理，如果创建Value时传递的是变量，则Value是不可设置的。如果创建Value时传递的是变量地址，则Value是可设置的。

可以使用<code>Value.CanSet()</code>检测是否可以通过此Value修改原始变量的值。

<pre class="has"><code>x := 10
v1 := reflect.ValueOf(x)
fmt.Println("setable:", v1.CanSet())
p := reflect.ValueOf(&x)
fmt.Println("setable:", p.CanSet())
v2 := p.Elem()
fmt.Println("setable:", v2.CanSet())</code></pre>

如何通过Value设置原始对象值呢？

<code>Value.SetXXX()</code>系列函数可设置Value中原始对象的值。

系列函数有：

<ul><li>

Value.SetInt()

</li><li>

Value.SetUint()

</li><li>

Value.SetBool()

</li><li>

Value.SetBytes()

</li><li>

Value.SetFloat()

</li><li>

Value.SetString()

</li><li>

...

</li></ul>

设置函数这么多，到底该选用哪个Set函数？
根据<code>Value.Kind()</code>的结果去获得变量的底层类型，然后选用该类别的Set函数。

<h2><span style="font-weight:bold;">参考资料</span></h2> <ol><li>

https://blog.golang.org/laws-of-reflection

</li></ol>

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