一、类型(Type)
反射（reflect）让我们能在运行期探知对象的类型信息和内存结构，这从一定程度上弥(mi)补了静态语言在动态行为上的不足。同时，反射还是实现元编程的重要手段。
和 C 数据结构一样，Go 对象头部并没有类型指针，通过其自身是无法在运行期获知任何类型相关信息的。反射操作所需要的全部信息都源自接口变量。接口变量除存储自身类型外，还会保存实际对象的类型数据。
func TypeOf(i interface{}) Type
func ValueOf(i interface{}) Value
这 两个 反射入口函数，会将任何传入的对象转换为接口类型。
在面对类型时，需要区分 Type 和 Kind。前者表示真实类型（静态类型），后者表示其基础结构（底层类型）类别 -- 基类型。
type X int
func main() {
var a X = 100
t := reflect.TypeOf(a)
fmt.Println(t)
fmt.Println(t.Name(), t.Kind())
}
输出：
X int
所以在类型判断上，须选择正确的方式
type X int
type Y int
func main() {
var a, b X = 100, 200
var c Y = 300
ta, tb, tc := reflect.TypeOf(a), reflect.TypeOf(b), reflect.TypeOf(c)
fmt.Println(ta == tb, ta == tc)
fmt.Println(ta.Kind() == tc.Kind())
}
除通过实际对象获取类型外，也可直接构造一些基础复合类型。
func main() {
a := reflect.ArrayOf(10, reflect.TypeOf(byte(0)))
m := reflect.MapOf(reflect.TypeOf(""), reflect.TypeOf(0))
fmt.Println(a, m)
}
输出：
[10]uint8 map[string]int
传入对象 应区分 基类型 和 指针类型，因为它们并不属于同一类型。
func main() {
x := 100
tx, tp := reflect.TypeOf(x), reflect.TypeOf(&x)
fmt.Println(tx, tp, tx == tp)
fmt.Println(tx.Kind(), tp.Kind())
fmt.Println(tx == tp.Elem())
}
输出：
int *int false int ptr true
方法 Elem() 返回 指针、数组、切片、字典（值）或 通道的 基类型。
func main() {
fmt.Println(reflect.TypeOf(map[string]int{}).Elem())
fmt.Println(reflect.TypeOf([]int32{}).Elem())
}
输出：
int int32
只有在获取 结构体指针 的 基类型 后，才能遍历它的字段。
type user struct {
name string
age int
}
type manager struct {
user
title string
}
func main() {
var m manager
t := reflect.TypeOf(&m)
if t.Kind() == reflect.Ptr {
t = t.Elem()
}
for i := 0; i < t.NumField(); i++ {
f := t.Field(i)
fmt.Println(f.Name, f.Type, f.Offset)
if f.Anonymous { // 输出匿名字段结构
for x := 0; x < f.Type.NumField(); x++ {
af := f.Type.Field(x)
fmt.Println(" ", af.Name, af.Type)
}
}
}
}
输出：
user main.user 0 name string age int title string 24
对于匿名字段，可用多级索引（按照定义顺序）直接访问。
type user struct {
name string
age int
}
type manager struct {
user
title string
}
func main() {
var m manager
t := reflect.TypeOf(m)
name, _ := t.FieldByName("name") // 按名称查找
fmt.Println(name.Name, name.Type)
age := t.FieldByIndex([]int{0, 1}) // 按多级索引查找
fmt.Println(age.Name, age.Type)
}
输出：
name string age int
FieldByName() 不支持多级名称，如有同名遮蔽，须通过匿名字段二次获取。
同样地，输出方法集时，一样区分 基类型 和 指针类型。
type A int
type B struct {
A
}
func (A) av() {}
func (*A) ap() {}
func (B) bv() {}
func (*B) bp() {}
func main() {
var b B
t := reflect.TypeOf(&b)
s := []reflect.Type{t, t.Elem()}
for _, t2 := range s {
fmt.Println(t2, ":")
for i := 0; i < t2.NumMethod(); i++ {
fmt.Println(" ", t2.Method(i))
}
}
}
输出：
*main.B :
{ap main func(*main.B) <func(*main.B) Value> 0}
{av main func(*main.B) <func(*main.B) Value> 1}
{bp main func(*main.B) <func(*main.B) Value> 2}
{bv main func(*main.B) <func(*main.B) Value> 3}
main.B :
{av main func(*main.B) <func(*main.B) Value> 0}
{bv main func(*main.B) <func(*main.B) Value> 1}
有一点和想象的不同，反射能探知当前包或外包的非导出结构成员。
import (
"net/http"
"reflect"
"fmt"
)
func main() {
var s http.Server
t := reflect.TypeOf(s)
for i := 0; i < t.NumField(); i++ {
fmt.Println(t.Field(i).Name)
}
}
输出：
Addr Handler ReadTimeout WriteTimeout TLSConfig MaxHeaderBytes TLSNextProto ConnState ErrorLog disableKeepAlives nextProtoOnce nextProtoErr
相对 reflect 而言，当前包 和 外包 都是“外包”。
可用反射提取 struct tag，还能自动分解。其常用于 ORM 映射，或数据格式验证。
type user struct {
name string `field:"name" type:"varchar(50)"`
age int `field:"age" type:"int"`
}
func main() {
var u user
t := reflect.TypeOf(u)
for i := 0; i < t.NumField(); i++ {
f := t.Field(i)
fmt.Printf("%s: %s %s\n", f.Name, f.Tag.Get("field"), f.Tag.Get("type"))
}
}
输出：
name: name varchar(50) age: age int
辅助判断方法 Implements()、ConvertibleTo、AssignableTo() 都是运行期进行 动态调用 和 赋值 所必需的。
type X int
func (X) String() string {
return ""
}
func main() {
var a X
t := reflect.TypeOf(a)
// Implements 不能直接使用类型作为参数，导致这种用法非常别扭
st := reflect.TypeOf((*fmt.Stringer)(nil)).Elem()
fmt.Println(t.Implements(st))
it := reflect.TypeOf(0)
fmt.Println(t.ConvertibleTo(it))
fmt.Println(t.AssignableTo(st), t.AssignableTo(it))
}
输出：
true true true false
二、值(Value)
和 Type 获取类型信息不同，Value 专注于对象实例数据读写。
在前面章节曾提到过，接口变量会复制对象，且是 unaddressable 的，所以要想修改目标对象，就必须使用指针。
func main() {
a := 100
va, vp := reflect.ValueOf(a), reflect.ValueOf(&a).Elem()
fmt.Println(va.CanAddr(), va.CanSet())
fmt.Println(vp.CanAddr(), vp.CanSet())
}
输出：
false false true true
就算传入指针，一样需要通过 Elem() 获取目标对象。因为被接口存储的指针本身是不能寻址和进行设置操作的。
注意，不能对非导出字段直接进行设置操作，无论是当前包还是外包。
type User struct {
Name string
code int
}
func main() {
p := new(User)
v := reflect.ValueOf(p).Elem()
name := v.FieldByName("Name")
code := v.FieldByName("code")
fmt.Printf("name: canaddr = %v, canset = %v\n", name.CanAddr(), name.CanSet())
fmt.Printf("code: canaddr = %v, canset = %v\n", code.CanAddr(), code.CanSet())
if name.CanSet() {
name.SetString("Tom")
}
if code.CanAddr() {
*(*int)(unsafe.Pointer(code.UnsafeAddr())) = 100
}
fmt.Printf("%+v\n", *p)
}
输出：
name: canaddr = true, canset = true
code: canaddr = true, canset = false
{Name:Tom code:100}
Value.Pointer 和 Value.Int 等方法类型，将 Value.data 存储的数据转换为指针，目标必须是指针类型。而 UnsafeAddr 返回任何 CanAddr Value.data 地址（相当于 & 取地址操作），比如 Elem() 后的 Value，以及字段成员地址。
以结构体里的指针类型字段为例，Pointer 返回该字段所保存的地址，而 UnsafeAddr 返回该字段自身的地址（结构对象地址 + 偏移量）。
可通过 Interface 方法进行类型 推荐 和 转换。
func main() {
type user struct {
Name string
Age int
}
u := user{
"q.yuhen",
60,
}
v := reflect.ValueOf(&u)
if !v.CanInterface() {
println("CanInterface: fail.")
return
}
p, ok := v.Interface().(*user)
if !ok {
println("Interface: fail.")
return
}
p.Age++
fmt.Printf("%+v\n", u)
}
输出：
{Name:q.yuhen Age:61}
也可以直接使用 Value.Int、Bool 等方法进行类型转换，但失败时会引发 pani，且不支持 ok-idiom。
复合类型对象设置示例：
func main() {
c := make(chan int, 4)
v := reflect.ValueOf(c)
if v.TrySend(reflect.ValueOf(100)) {
fmt.Println(v.TryRecv())
}
}
输出：
100 true
接口有两种 nil 状态，这一直是个潜在麻烦。解决方法是用 IsNil() 判断值是否为 nil。
func main() {
var a interface{} = nil
var b interface{} = (*int)(nil)
fmt.Println(a == nil)
fmt.Println(b == nil, reflect.ValueOf(b).IsNil())
}
输出：
true false true
也可用 unsafe 转换后直接判断 iface.data 是否为零值。
func main() {
var b interface{} = (*int)(nil)
iface := (*[2]uintptr)(unsafe.Pointer(&b))
fmt.Println(iface, iface[1] == 0)
}
输出：
&[712160 0] true
让人很无奈的是，Value 里的某些方法并未实现 ok-idom 或返回 error，所以得自行判断返回的是否为 Zero Value。
func main() {
v := reflect.ValueOf(struct {name string}{})
println(v.FieldByName("name").IsValid())
println(v.FieldByName("xxx").IsValid())
}
输出：
true false
三、方法
动态调用方法，谈不上有多麻烦。只须按 In 列表准备好所需参数即可。
type X struct {}
func (X) Test(x, y int) (int, error) {
return x + y, fmt.Errorf("err: %d", x + y)
}
func main() {
var a X
v := reflect.ValueOf(&a)
m := v.MethodByName("Test")
in := []reflect.Value{
reflect.ValueOf(1),
reflect.ValueOf(2),
}
out := m.Call(in)
for _, v := range out {
fmt.Println(v)
}
}
输出：
3 err: 3
对于变参来说，用 CallSlice() 要更方便一些。
type X struct {}
func (X) Format(s string, a ...interface{}) string {
return fmt.Sprintf(s, a...)
}
func main() {
var a X
v := reflect.ValueOf(&a)
m := v.MethodByName("Format")
out := m.Call([]reflect.Value{
reflect.ValueOf("%s = %d"), // 所有参数都须处理
reflect.ValueOf("x"),
reflect.ValueOf(100),
})
fmt.Println(out)
out = m.CallSlice([]reflect.Value{
reflect.ValueOf("%s = %d"),
reflect.ValueOf([]interface{}{"x", 100}),
})
fmt.Println(out)
}
输出：
[x = 100] [x = 100]
无法调用非导出方法，甚至无法获取有效地址。
四、构建
反射库提供了内置函数 make() 和 new() 的对应操作，其中最有意思的就是 MakeFunc()。可用它实现通用模板，适应不同数据类型。
// 通用算法函数
func add(args []reflect.Value) (results []reflect.Value) {
if len(args) == 0 {
return nil
}
var ret reflect.Value
switch args[0].Kind() {
case reflect.Int:
n := 0
for _, a := range args {
n += int(a.Int())
}
ret = reflect.ValueOf(n)
case reflect.String:
ss := make([]string, 0, len(args))
for _, s := range args {
ss = append(ss, s.String())
}
ret = reflect.ValueOf(strings.Join(ss, ""))
}
results = append(results, ret)
return
}
// 将函数指针参数指向通用算法函数
func makeAdd(fptr interface{}) {
fn := reflect.ValueOf(fptr).Elem()
v := reflect.MakeFunc(fn.Type(), add) // 这是关键
fn.Set(v) // 指向通用算法函数
}
func main() {
var intAdd func(x, y int) int
var strAdd func(a, b string) string
makeAdd(&intAdd)
makeAdd(&strAdd)
println(intAdd(100, 200))
println(strAdd("hello, ", "world!"))
}
输出：
300 hello, world!
如果语言支持泛型，自然不需要这么折腾