golang反射与反射三法则

前端之家收集整理的这篇文章主要介绍了golang反射与反射三法则前端之家小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。

反射是在golang程序运行时检查变量所具有类型的一种机制。由于反射可以得出关于变量结构的数据(即关于数据的数据),所以这也被认为是golang元编程的基础。初学反射,会感觉有些“玄乎”。我这里由浅入深,尝试阐述反射内涵,并解读反射三法则(http://blog.golang.org/laws-of-reflection


0 从类型和方法理解反射内涵

在基本的层面上,反射只是一个检查存储在接口变量中的类型和值的算法。使用反射机制,首先需要导入reflect包,reflect包中有两个重要类型需要了解,reflect.Typereflect.Value,这两个类型使得可以访问变量的内容。与此相关的,还有两个简单的函数reflect.TypeOfreflect.ValueOf,可以从接口值中分别获取reflect.Type

初学可能会认为reflect.Type是一种并列关系,但其实它们是一种包含关系,我们结合一段代码来理解这段话。

import(
"fmt"
"reflect"
)

funcmain(){
varxfloat64=1.1
fmt.Println("reflect.Value:",reflect.ValueOf(x))
fmt.Println("reflect.Type:",reflect.TypeOf(x))
v:=reflect.ValueOf(x)
fmt.Println("reflect.Type:",v.Type())
fmt.Println("actualvalue:",v.Float())
fmt.Println("kindisfloat64?",v.Kind()==reflect.Float64)
}

输出为:

wKioL1YxopehtIxkAACegkwOzhg143.jpg

根据程序及其结果,我们可以发现:在go语言中,每个值都包含两个内容:类型和实际的值。从类型角度来看,reflect.Value是一个关于<类型,实际的值>的二元组,而reflect.Type是值的类型,二者是包含关系。从方法角度来看,reflect.TypeOf (reflect.ValueOf(x)).Type都可以返回reflect.Type(reflect.ValueOf(x)).Float可以返回实际的值(类似的方法包括(reflect.ValueOf(x)).Int(reflect.ValueOf(x)).Bool等);(reflect.ValueOf(x)).Kind可以返回一个常量定义的类型。

根据上述分析,我们可以得出一个示意图,更为直观形象的表明值、类型、实际的值的关系。

wKioL1Yx5MzRtdBiAAEXPOux5p8508.jpg

此外,golang采用静态类型机制,TypeOf返回静态类型;但是,Kind返回底层类型。我们同样以一段代码来验证这段话。

import(
"fmt"
"reflect"
)

typeMyIntint

funcmain(){
varxMyInt=1
v:=reflect.ValueOf(x)
fmt.Println("reflect.Type:",v.Type())
fmt.Println("kindisint?",v.Kind()==reflect.Int)
}

输出

wKiom1YxoxKQQFAzAABrx5USwwo751.jpg



1 法则一:从接口值到反射对象的反射(Reflection goes from interface value toreflection object)

前文所述内容其实就是从接口值到反射对象的反射,代表方法reflect.ValueOfreflect.TypeOf。可能有人会问,接口?接口在哪呢?我们来看一些前文提到这两个函数的声明,函数的参数是空接口,其实接口就在那里。关于golang的接口,大家可以参见我的另一篇博文《Golang中的接口》。

funcValueOf(iinterface{})Value
funcTypeOf(iinterface{})Type


2 法则二:从反射对象到接口值的反射(Reflection goes from reflection object to interface value)

reflect.Value可以使用Interface方法还原接口值;此方法可以高效地打包类型和值信息到接口表达中,并返回这个结果。方法声明:

func(vValue)Interface()interface{}

通过反射对象 v 可以打印 float64 的表达值。

y:=v.Interface().(float64)//y将为类型float64。
fmt.Println(y)

还有更为简洁的实现。fmt.Println,fmt.Printf等其他所有传递一个空接口值作为参数的函数,在 fmt包内部解包的方式就像之前的例子这样。因此正确的打印reflect.Value内容方法就是将Interface方法的结果进行格式化打印(formatted print routine).

fmt.Println(v.Interface())

为什么不是fmt.Println(v)?因为v是一个 reflect.Value;这里希望获得的是它保存的实际的值。

我们修改前文代码还进行验证:

funcmain(){
varxfloat64=1.1
fmt.Println("reflect.Value:",reflect.TypeOf(x))
v:=(reflect.ValueOf(x))
fmt.Println("reflect.Type:",v.Type())
fmt.Println("actualvalue(interface):",v.Interface())
fmt.Println("kindisfloat64?",serif;">其输出

wKioL1YxpHGgRbc8AACqUduMpKM284.jpg

进一步地,我们可以修改上述关系示意图,新图更为简洁优雅:

wKiom1Yx5KyB-6Y_AAEc8sb5uKQ756.jpg


3. 为了修改反射对象,其值必须可设置(To modify a reflectionobject,the value must be settable)

反射对象可以通过SetFloat方法设置值,通过CanSet判断可设置性。但是这里面有坑,有些值是不可设置的。我们还是通过一段代码来看。

import(
"fmt"
"reflect"
)

funcmain(){
varxfloat64=1.1
v:=reflect.ValueOf(x)
fmt.Println("settabilityofv:",v.CanSet())
v.SetFloat(1.2)
}

输出

wKioL1YxpQrBY-onAAIabYSpE_Q032.jpg


其结果表明,反射对象v是不可设置的,如果硬要设置的话,会有panic异常。

为什么不能设置呢?我们可以从函数传参的角度来思考这个问题。V := reflect.ValueOf(x),这个函数是值传递,即传递了一个x的副本到函数中,而非x本身。我们都知道,值传递的参数是不能被真正修改的。

我最初还有过这样的想法:vx又不是一个变量,x不能被修改,但是v应该可以被修改啊。完全从形式上考虑,这样似乎有道理。但是再多想一层,如果允许执行,虽然v可以被修改,但是却无法更新x。也就是说,在反射值内部允许修改x的副本,但是x本身却不会受到这个影响。这会造成混乱,并且毫无意义,因此在golang中这样操作是非法的。

让我们重新用函数传参的角度思考这个问题。如果传递副本不能修改,那我们就通过就传递指针好了。我们来试试:

funcmain(){
varxfloat64=1.1
p:=reflect.ValueOf(&x)
fmt.Println("typeofp:",p.Type())
fmt.Println("settabilityofp:",p.CanSet())
}

wKiom1YxpTOB-8JJAAB6QfJi1gA741.jpg

还是不行。因为p的实际类型是*float64,而非float64,这样修改相当于要直接修改地址了。

我们可以借助Elem方法,通过指针来修改指针指向的具体值。

func(vValue)Elem()Value
//Elemreturnsthevaluethattheinterfacevcontainsorthatthepointervpointsto.Itpanicsifv'sKindisnotInterfaceorPtr.ItreturnsthezeroValueifvisnil.
funcmain(){
varxfloat64=1.1
p:=reflect.ValueOf(&x)
fmt.Println("typeofp:",p.Type())
v:=p.Elem()
fmt.Println("typeofv:",v.Type())
fmt.Println("settabilityofv:",v.CanSet())
}

输出

wKioL1YxpeaQJjobAACWdkY8w_E223.jpg

这样就可以进行修改了。虽然p是不可修改的,但是v可以修改。这种方法思路上类似引用传参,传入地址,修改地址所指向的具体值。


参考

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

http://www.tuicool.com/articles/VFj6ze

http://studygolang.com/articles/1468

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