Golang反射獲取變數類型和值

来源:https://www.cnblogs.com/amos01/archive/2022/12/03/16945563.html
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1. 什麼是反射

反射是程式在運行期間獲取變數的類型和值、或者執行變數的方法的能力。

Golang反射包中有兩對非常重要的函數和類型，兩個函數分別是：

reflect.TypeOf 能獲取類型信息reflect.Type；

reflect.ValueOf 能獲取數據的運行時表示reflect.Value；

 

3. reflect.Type

Golang是一門靜態類型的語言，反射是建立在類型之上的。

通過reflect.TypeOf() 函數可以獲得任意值的類型信息。

 

3.1 類型Type和種類Kind

諸如int32, slice, map以及通過type關鍵詞自定義的類型。

種類Kind可以理解為類型的具體分類。如int32、type MyInt32 int32是兩種不同類型，但都屬於int32這個種類。

使用 reflect.TypeOf()獲取變數類型以及種類。

func main() {
	type MyInt32 int32
	a := MyInt32(1)
	b := int32(1)
	fmt.Printf("reflect.TypeOf(a):%v Kind:%v\n", reflect.TypeOf(a), reflect.TypeOf(a).Kind())
	fmt.Printf("reflect.TypeOf(b):%v Kind:%v\n", reflect.TypeOf(b), reflect.TypeOf(b).Kind())
}

代碼輸出如下，由此可以看出int32、type MyInt32 int32是兩種不同類型，但都屬於int32這個種類。

$ go run main.go
reflect.TypeOf(a):main.MyInt32 Kind:int32
reflect.TypeOf(b):int32 Kind:int32
種類定義點擊查看 
// A Kind represents the specific kind of type that a Type represents.
// The zero Kind is not a valid kind.
type Kind uint
const (
	Invalid Kind = iota
	Bool
	Int
	Int8
	Int16
	Int32
	Int64
	Uint
	Uint8
	Uint16
	Uint32
	Uint64
	Uintptr
	Float32
	Float64
	Complex64
	Complex128
	Array
	Chan
	Func
	Interface
	Map
	Pointer
	Slice
	String
	Struct
	UnsafePointer
)

 

3.2 引用指向元素的類型

// Elem returns a type's element type.
// It panics if the type's Kind is not Array, Chan, Map, Pointer, or Slice.
Elem() Type

部分情況我們需要獲取指針指向元素的類型、或者slice元素的類型，可以reflect.Elem()函數獲取。

func main() {
	type myStruct struct {
	}
	a := &myStruct{}
	typeA := reflect.TypeOf(a)
	fmt.Printf("TypeOf(a):%v Kind:%v\n", typeA, typeA.Kind())
	fmt.Printf("TypeOf(a).Elem():%v Elem().Kind:%v\n", typeA.Elem(), typeA.Elem().Kind())
	s := []int64{}
	typeS := reflect.TypeOf(s)
	fmt.Printf("TypeOf(s):%v Kind:%v\n", typeS, typeS.Kind())
	fmt.Printf("TypeOf(s).Elem():%v Elem().Kind:%v\n", typeS.Elem(), typeS.Elem().Kind())
}

代碼輸出如下，由此可以看出，通過reflect.Elem()函數可以獲取引用指向數據的類型。

$ go run main.go
TypeOf(a):*main.myStruct Kind:ptr
TypeOf(a).Elem():main.myStruct Elem().Kind:struct
TypeOf(s):[]int64 Kind:slice
TypeOf(s).Elem():int64 Elem().Kind:int64

 

3.3 結構體成員類型

通過NumField獲取成員數量，Field通過下標訪問成員的類型信息StructField，包括成員名稱、類型、Tag信息等。

func main() {
	type secStruct struct {
		Cnt []int64
	}
	type myStruct struct {
		Num   int    `json:"num_json" orm:"column:num_orm"`
		Desc  string `json:"desc_json" orm:"column:desc_orm"`
		Child secStruct
	}
	s := myStruct{}
	typeS := reflect.TypeOf(s)
	// 成員數量
	fmt.Printf("NumField:%v \n", typeS.NumField())
	// 每個成員的信息 包括名稱、類型、Tag
	for i := 0; i < typeS.NumField(); i++ {
		// 通過下標訪問成員
		fmt.Printf("Field(%v):%+v\n", i, typeS.Field(i))
	}
	// 通過名稱訪問成員
	field, ok := typeS.FieldByName("Num")
	fmt.Printf("FieldByName(\"Num\") ok:%v field:%+v\n", ok, field)
	// 獲取tag值
	fmt.Printf("json tag val:%+v\n", field.Tag.Get("json"))
	// 獲取嵌套結構體的欄位
	fmt.Printf("Cnt field:%+v\n", typeS.FieldByIndex([]int{2, 0}))
}

代碼輸出如下，

$ go run main.go
NumField:3 
Field(0):{Name:Num PkgPath: Type:int Tag:json:"num_json" orm:"column:num_orm" Offset:0 Index:[0] Anonymous:false}
Field(1):{Name:Desc PkgPath: Type:string Tag:json:"desc_json" orm:"column:desc_orm" Offset:8 Index:[1] Anonymous:false}
Field(2):{Name:Child PkgPath: Type:main.secStruct Tag: Offset:24 Index:[2] Anonymous:false}
FieldByName("Num") ok:true field:{Name:Num PkgPath: Type:int Tag:json:"num_json" orm:"column:num_orm" Offset:0 Index:[0] Anonymous:false}
json tag val:num_json
Cnt field:{Name:Cnt PkgPath: Type:[]int64 Tag: Offset:0 Index:[0] Anonymous:false}

 

4. reflect.Value

通過reflect.ValueOf獲取變數值、值類型，種類為Array, Chan, Map, Slice, 或String可通過Len()獲取長度

func main() {
	b := int32(1)
	valueB := reflect.ValueOf(b)
	fmt.Printf("reflect.TypeOf(b):%v Kind:%v\n", valueB, valueB.Kind())
	s := "abcdefg"
	valueS := reflect.ValueOf(s)
	fmt.Printf("reflect.TypeOf(s):%v Kind:%v Len:%v\n", valueS, valueS.Kind(), valueS.Len())
}

代碼輸出如下，

$ go run main.go
reflect.TypeOf(b):1 Kind:int32
reflect.TypeOf(s):abcdefg Kind:string Len:7

 

4.2 結構體的成員的值

和3.3 結構體成員類型獲取結構體成員類型類似，reflect提供了NumField獲取成員數量，Field通過下標訪問成員的值。

func main() {
	type secStruct struct {
		Cnt []int64
	}
	type myStruct struct {
		Num   int    `json:"num_json" orm:"column:num_orm"`
		Desc  string `json:"desc_json" orm:"column:desc_orm"`
		Child secStruct
	}
	s := myStruct{
		Num:   100,
		Desc:  "desc",
		Child: secStruct{[]int64{1, 2, 3}},
	}
	valueS := reflect.ValueOf(s)
	// 成員數量
	fmt.Printf("NumField:%v \n", valueS.NumField())
	// 每個成員的值
	for i := 0; i < valueS.NumField(); i++ {
		// 通過下標訪問成員
		fmt.Printf("value(%v):%+v\n", i, valueS.Field(i))
	}
	// 通過名稱訪問成員
	value := valueS.FieldByName("Num")
	fmt.Printf("FieldByName(\"Num\") value:%v\n", value)
	// 獲取嵌套結構體的欄位
	fmt.Printf("Cnt field:%+v\n", valueS.FieldByIndex([]int{2, 0}))
}

代碼輸出如下

$ go run main.go
NumField:3 
value(0):100
value(1):desc
value(2):{Cnt:[1 2 3]}
FieldByName("Num") value:100
Cnt field:[1 2 3]

 

4.3 遍歷array、slice

通過func (v Value) Index(i int) Value可以通過下標來訪問Array, Slice,或者 String各個元素的值。

func main() {
	s := []int64{1, 2, 3, 4, 5, 6}
	valueS := reflect.ValueOf(s)
	fmt.Printf("ValueOf(s):%v Kind:%v Len:%v\n", valueS, valueS.Kind(), valueS.Len())
	for i := 0; i < valueS.Len(); i++ {
		fmt.Printf("valueS.Index(%v):%v\n", i, valueS.Index(i))
	}
}

代碼輸出如下

$ go run main.go
ValueOf(s):[1 2 3 4 5 6] Kind:slice Len:6
valueS.Index(0):1
valueS.Index(1):2
valueS.Index(2):3
valueS.Index(3):4
valueS.Index(4):5
valueS.Index(5):6

 

4.4 遍歷map

reflect有兩種方法遍歷map

  • 通過迭代器MapIter遍歷map
  • 先獲取map的所有key，再通過key獲取對應的value
func main() {
	m := map[int]string{
		1: "1",
		2: "2",
		3: "3",
	}
	valueM := reflect.ValueOf(m)
	// 迭代器訪問
	iter := valueM.MapRange()
	for iter.Next() {
		fmt.Printf("key:%v val:%v\n", iter.Key(), iter.Value())
	}
	fmt.Println("------")
	// 通過key訪問
	keys := valueM.MapKeys()
	for i := 0; i < len(keys); i++ {
		fmt.Printf("key:%v val:%v\n", keys[i], valueM.MapIndex(keys[i]))
	}
}

代碼輸出如下，

$ go run main.go
key:1 val:1
key:2 val:2
key:3 val:3
------
key:3 val:3
key:1 val:1
key:2 val:2

 

5. 反射的三大定律

反射的兩個基礎函數定義，

  • 獲取類型func TypeOf(i any) Type
  • 獲取值func ValueOf(i any) Value

其中，any是interface{}的別名。

interface{}是不包含任何方法簽名的空介面，任何類型都實現了空介面。

A value of interface type can hold any value that implements those methods.

因此，interface{}可以承載任何變數的 (value, concrete type)信息。

 

5.1 從interface到反射對象

interface{}承載變數的(value, concrete type)信息，通過反射暴露方法來訪問interface{}的值和類型。

可以簡單理解為interface{}的值和信息傳遞到reflect.Type和 reflect.Value，方便獲取。

 

5.2 從反射對象到interface

可以通過函數func (v Value) Interface() (i any)將反射對象轉換為interface{}，

是func ValueOf(i any) Value的反向操作。

func main() {
	a := int32(10)
	valueA := reflect.ValueOf(a)
	fmt.Printf("ValueOf(a):%v\n", valueA)
	fmt.Printf("Interface():%v\n", valueA.Interface())
	ai, ok := valueA.Interface().(int32)
	fmt.Printf("ok:%v val:%v\n", ok, ai)
}

代碼輸出如下

$ go run main.go
ValueOf(a):10
Interface():10
ok:true val:10

 

5.3 通過反射修改對象，該對象值必須是可修改的

reflect提供func (v Value) CanSet() bool判斷對象值是否修改，通過func (v Value) Set(x Value)修改對象值

func main() {
	a := int32(10)
	valueA := reflect.ValueOf(a)
	fmt.Printf("valueA :%v\n", valueA.CanSet())
	b := int32(100)
	valuePtrB := reflect.ValueOf(&b)
	fmt.Printf("valuePtrB:%v Elem:%v\n", valuePtrB.CanSet(), valuePtrB.Elem().CanSet())
	valuePtrB.Elem().Set(reflect.ValueOf(int32(200)))
	fmt.Printf("b:%v Elem:%v\n", b, valuePtrB.Elem())
}

 代碼輸出如下

$ go run main.go
valueA :false
valuePtrB:false Elem:true
b:200 Elem:200

後續章節再分享通過修改各種類型的值的實操。

 

5. 參考文檔

laws-of-reflection

interface


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