Go语言:运行时反射,深度解析!

简介: 反射有两种类型 reflect.Value 和 reflect.Type ,分别表示变量的值和类型,并且提供了两个函数 reflect.ValueOf 和 reflect.TypeOf 分别获取任意对象的 reflect.Value 和 reflect.Type。

反射


reflect.Value 和 reflect.Type

反射有两种类型 reflect.Valuereflect.Type ,分别表示变量的值和类型,并且提供了两个函数 reflect.ValueOfreflect.TypeOf 分别获取任意对象的 reflect.Valuereflect.Type

reflect.Value

reflect.Value 可以通过函数 reflect.ValueOf 获得。reflect.Value 被定义为一个 struct 结构体:

type Value struct {
   typ *rtype
   ptr unsafe.Pointer
   flag
}
复制代码

可以看到,这个结构体中的字段都是私有的,我们只能使用 reflect.Value 的方法,它的方法有:

//针对具体类型的系列方法
//以下是用于获取对应的值
Bool
Bytes
Complex
Float
Int
String
Uint
CanSet //是否可以修改对应的值
//以下是用于修改对应的值
Set
SetBool
SetBytes
SetComplex
SetFloat
SetInt
SetString
Elem //获取指针指向的值,一般用于修改对应的值
//以下Field系列方法用于获取struct类型中的字段
Field
FieldByIndex
FieldByName
FieldByNameFunc
Interface //获取对应的原始类型
IsNil //值是否为nil
IsZero //值是否是零值
Kind //获取对应的类型类别,比如Array、Slice、Map等
//获取对应的方法
Method
MethodByName
NumField //获取struct类型中字段的数量
NumMethod//类型上方法集的数量
Type//获取对应的reflect.Type
复制代码

方法分为三类:

  1. 获取和修改对应的值
  2. struct 类型的字段有关,用于获取对应的字段
  3. 类型上的方法集有关,用于获取对应的方法

任意类型的对象 与 reflect.Value 互转:

func main() {
   i := 5
   //int to reflect.Value
   iv:=reflect.ValueOf(i)
   //reflect.Value to int
   i1 := iv.Interface().(int)
   fmt.Println(i1)
}
复制代码

修改对应的值

func main() {
   i := 5
   ipv := reflect.ValueOf(&i)
   ipv.Elem().SetInt(6)
   fmt.Println(i)
}
复制代码
  • 示例中我们通过反射修改了一个变量
  • reflect.ValueOf 函数返回的是一份值的拷贝,所以我们要传入变量的指针才可以
  • 因为传递的是一个指针,所以需要调用 Elem 方法找到这个指针指向的值,这样才能修改
  • 要修改一个变量的值,关键点:传递指针(可寻址),通过 Elem 方法获取指向的值,才可以保证值可以被修改,reflect.Value 为我们提供了 CanSet 方法判断是否可以修改该变量

修改 struct 结构体字段的值

func main() {
   p := person{Name: "微客鸟窝",Age: 18}
   pv:=reflect.ValueOf(&p)
   pv.Elem().Field(0).SetString("无尘")
   fmt.Println(p)
}
type person struct {
   Name string
   Age int
}
复制代码

步骤总结:

  1. 传递一个 struct 结构体的指针,获取对应的 reflect.Value;
  2. 通过 Elem 方法获取指针指向的值;
  3. 通过 Field 方法获取要修改的字段;
  4. 通过 Set 系列方法修改成对应的值。

通过反射修改一个值的规则:

  • 可被寻址,通俗地讲就是要向 reflect.ValueOf 函数传递一个指针作为参数。
  • 如果要修改 struct 结构体字段值的话,该字段需要是可导出的,而不是私有的,也就是该字段的首字母为大写。
  • 记得使用 Elem 方法获得指针指向的值,这样才能调用 Set 系列方法进行修改。

获取对应的底层类型

因为我们可以通过 type 关键字来自定义一些新的类型,而底层类型就是一些基础类型。比如上面示例中的 p 变量类型为 person,底层类型为 struct 结构体类型。

func main() {
   p := person{Name: "微客鸟窝",Age: 18}
   pv:=reflect.ValueOf(&p)
   fmt.Println(pv.Kind())
   pv:=reflect.ValueOf(p)
   fmt.Println(pv.Kind())
}
//运行结果:
ptr
struct
复制代码

Kind 方法返回一个 Kind 类型的值,它是一个常量,从源码看下定义的 Kind 常量列表,含了 Go 语言的所有底层类型:

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
   Ptr
   Slice
   String
   Struct
   UnsafePointer
)
复制代码

reflect.Type

  • reflect.Type 是一个接口,而不是一个结构体,所以也只能使用它的方法。
  • reflect.Type 接口常用的方法
type Type interface {
   Implements(u Type) bool //方法用于判断是否实现了接口 u;
   AssignableTo(u Type) bool //方法用于判断是否可以赋值给类型 u,其实就是是否可以使用 =,即赋值运算符;
   ConvertibleTo(u Type) bool //方法用于判断是否可以转换成类型 u,其实就是是否可以进行类型转换;
   Comparable() bool //方法用于判断该类型是否是可比较的,其实就是是否可以使用关系运算符进行比较。
   //以下这些方法和Value结构体的功能相同
   Kind() Kind
   Method(int) Method
   MethodByName(string) (Method, bool)
   NumMethod() int
   Elem() Type
   Field(i int) StructField
   FieldByIndex(index []int) StructField
   FieldByName(name string) (StructField, bool)
   FieldByNameFunc(match func(string) bool) (StructField, bool)
   NumField() int
}
复制代码

遍历结构体的字段和方法

package main
import (
  "fmt"
  "reflect"
)
func main() {
  p := person{Name: "微客鸟窝", Age: 18}
  pt := reflect.TypeOf(p)
  //遍历person的字段
  for i := 0; i < pt.NumField(); i++ {
    fmt.Println("字段:", pt.Field(i).Name)
  }
  //遍历person的方法
  for i := 0; i < pt.NumMethod(); i++ {
    fmt.Println("方法:", pt.Method(i).Name)
  }
}
type person struct {
  Name string
  Age  int
}
func (p person) String() string{
  return fmt.Sprintf("Name is %s,Age is %d",p.Name,p.Age)
}
复制代码

运行结果:

字段: Name
字段: Age
方法: String
复制代码

是否实现某接口

//....
func main() {
  p := person{Name: "微客鸟窝", Age: 20}
  pt := reflect.TypeOf(p)
  stringerType := reflect.TypeOf((*fmt.Stringer)(nil)).Elem()
  writerType := reflect.TypeOf((*io.Writer)(nil)).Elem()
  fmt.Println("是否实现了fmt.Stringer:", pt.Implements(stringerType))
  fmt.Println("是否实现了io.Writer:", pt.Implements(writerType))
}
//...
复制代码

运行结果:

是否实现了fmt.Stringer: true
是否实现了io.Writer: false
复制代码

JSON 和 Struct 互转

我们可以通过标准库中的 json 包进行JSON 和 Struct 互转:

//......
func main() {
  p := person{Name: "微客鸟窝", Age: 18}
  //struct to json
  jsonB, err := json.Marshal(p)
  if err == nil {
    fmt.Println(string(jsonB))
  }
  //json to struct
  respJSON := "{\"Name\":\"无尘\",\"Age\":18}"
  json.Unmarshal([]byte(respJSON), &p)
  fmt.Println(p)
}
//......
复制代码

运行结果:

{"Name":"微客鸟窝","Age":18}
Name is 无尘,Age is 18
复制代码
  • 通过 json.Marshal 函数,可以把 struct 转为 JSON 字符串。
  • 通过 json.Unmarshal 函数,可以把 JSON 字符串转为 struct。

Struct Tag

struct tag 是一个添加在 struct 字段上的标记,使用它进行辅助。要想获得字段上的 tag,就要先反射获得对应的字段,可以通过 Field 方法做到。该方法返回一个 StructField 结构体,它有一个字段是 Tag,存有字段的所有 tag。

示例:

//遍历person字段中key为json、bson的tag
for i:=0;i<pt.NumField();i++{
   sf:=pt.Field(i)
   fmt.Printf("字段%s上,json tag为%s\n",sf.Name,sf.Tag.Get("json"))
   fmt.Printf("字段%s上,bson tag为%s\n",sf.Name,sf.Tag.Get("bson"))
}
type person struct {
   Name string `json:"name" bson:"b_name"`
   Age int `json:"age" bson:"b_name"`
}
复制代码

运行结果:

字段Name上,key为json的tag为name
字段Name上,key为bson的tag为b_name
字段Age上,key为json的tag为age
字段Age上,key为bson的tag为b_name
复制代码

反射定律

Go 语言的作者在博客上总结了反射的三大定律:

  1. 任何接口值 interface{} 都可以反射出反射对象,也就是 reflect.Value 和 reflect.Type,通过函数 reflect.ValueOf 和 reflect.TypeOf 获得。
  2. 反射对象也可以还原为 interface{} 变量,也就是第 1 条定律的可逆性,通过 reflect.Value 结构体的 Interface 方法获得。
  3. 要修改反射的对象,该值必须可设置,也就是可寻址,参考上节课修改变量的值那一节的内容理解。

=

相关文章
|
1月前
|
Cloud Native 安全 Java
Go语言深度解析:从入门到精通的完整指南
🌟蒋星熠Jaxonic,Go语言探索者。深耕云计算、微服务与并发编程,以代码为笔,在二进制星河中书写极客诗篇。分享Go核心原理、性能优化与实战架构,助力开发者掌握云原生时代利器。#Go语言 #并发编程 #性能优化
366 43
Go语言深度解析:从入门到精通的完整指南
|
3月前
|
数据采集 数据挖掘 测试技术
Go与Python爬虫实战对比:从开发效率到性能瓶颈的深度解析
本文对比了Python与Go在爬虫开发中的特点。Python凭借Scrapy等框架在开发效率和易用性上占优,适合快速开发与中小型项目;而Go凭借高并发和高性能优势,适用于大规模、长期运行的爬虫服务。文章通过代码示例和性能测试,分析了两者在并发能力、错误处理、部署维护等方面的差异,并探讨了未来融合发展的趋势。
312 0
|
2月前
|
Cloud Native 安全 Java
Go语言深度解析:从入门到精通的完整指南
🌟 蒋星熠Jaxonic,执着的星际旅人,用Go语言编写代码诗篇。🚀 Go语言以简洁、高效、并发为核心,助力云计算与微服务革新。📚 本文详解Go语法、并发模型、性能优化与实战案例,助你掌握现代编程精髓。🌌 从goroutine到channel,从内存优化到高并发架构,全面解析Go的强大力量。🔧 实战构建高性能Web服务,展现Go在云原生时代的无限可能。✨ 附技术对比、最佳实践与生态全景,带你踏上Go语言的星辰征途。#Go语言 #并发编程 #云原生 #性能优化
|
7月前
|
算法 Go 索引
【LeetCode 热题100】45:跳跃游戏 II(详细解析)(Go语言版)
本文详细解析了力扣第45题“跳跃游戏II”的三种解法:贪心算法、动态规划和反向贪心。贪心算法通过选择每一步能跳到的最远位置,实现O(n)时间复杂度与O(1)空间复杂度,是面试首选;动态规划以自底向上的方式构建状态转移方程,适合初学者理解但效率较低;反向贪心从终点逆向寻找最优跳点,逻辑清晰但性能欠佳。文章对比了各方法的优劣,并提供了Go语言代码实现,助你掌握最小跳跃次数问题的核心技巧。
319 15
|
7月前
|
机器学习/深度学习 存储 算法
【LeetCode 热题100】347:前 K 个高频元素(详细解析)(Go语言版)
这篇文章详细解析了力扣热题 347——前 K 个高频元素的三种解法:哈希表+小顶堆、哈希表+快速排序和哈希表+桶排序。每种方法都附有清晰的思路讲解和 Go 语言代码实现。小顶堆方法时间复杂度为 O(n log k),适合处理大规模数据;快速排序方法时间复杂度为 O(n log n),适用于数据量较小的场景;桶排序方法在特定条件下能达到线性时间复杂度 O(n)。文章通过对比分析,帮助读者根据实际需求选择最优解法,并提供了完整的代码示例,是一篇非常实用的算法学习资料。
466 90
|
3月前
|
缓存 监控 安全
告别缓存击穿!Go 语言中的防并发神器:singleflight 包深度解析
在高并发场景中,多个请求同时访问同一资源易导致缓存击穿、数据库压力过大。Go 语言提供的 `singleflight` 包可将相同 key 的请求合并,仅执行一次实际操作,其余请求共享结果,有效降低系统负载。本文详解其原理、实现及典型应用场景,并附示例代码,助你掌握高并发优化技巧。
291 0
|
3月前
|
数据采集 JSON Go
Go语言实战案例:实现HTTP客户端请求并解析响应
本文是 Go 网络与并发实战系列的第 2 篇,详细介绍如何使用 Go 构建 HTTP 客户端,涵盖请求发送、响应解析、错误处理、Header 与 Body 提取等流程,并通过实战代码演示如何并发请求多个 URL,适合希望掌握 Go 网络编程基础的开发者。
|
5月前
|
存储 设计模式 安全
Go 语言单例模式全解析:从青铜到王者段位的实现方案
单例模式确保一个类只有一个实例,并提供全局访问点,适用于日志、配置管理、数据库连接池等场景。在 Go 中,常用实现方式包括懒汉模式、饿汉模式、双重检查锁定,最佳实践是使用 `sync.Once`,它并发安全、简洁高效。本文详解各种实现方式的优缺点,并提供代码示例与最佳应用建议。
170 5
|
6月前
|
存储 算法 Go
【LeetCode 热题100】17:电话号码的字母组合(详细解析)(Go语言版)
LeetCode 17题解题思路采用回溯算法,通过递归构建所有可能的组合。关键点包括:每位数字对应多个字母,依次尝试;递归构建下一个字符;递归出口为组合长度等于输入数字长度。Go语言实现中,使用map存储数字到字母的映射,通过回溯函数递归生成组合。时间复杂度为O(3^n * 4^m),空间复杂度为O(n)。类似题目包括括号生成、组合、全排列等。掌握回溯法的核心思想,能够解决多种排列组合问题。
237 11
|
6月前
|
Go
【LeetCode 热题100】155:最小栈(详细解析)(Go语言版)
本文详细解析了力扣热题155:最小栈的解题思路与实现方法。题目要求设计一个支持 push、核心思路是使用辅助栈法,通过两个栈(主栈和辅助栈)来维护当前栈中的最小值。具体操作包括:push 时同步更新辅助栈,pop 时检查是否需要弹出辅助栈的栈顶,getMin 时直接返回辅助栈的栈顶。文章还提供了 Go 语言的实现代码,并对复杂度进行了分析。此外,还介绍了单栈 + 差值记录法的进阶思路,并总结了常见易错点,如 pop 操作时忘记同步弹出辅助栈等。
216 6

推荐镜像

更多
  • DNS