go 反射的常见用法

在之前的两篇文章《深化了解 go reflect – 反射根本原理》、《深化了解 go reflect – 要不要传指针》中，
咱们讲解了关于 go 反射的一些根本原理，以及经过反射目标修正变量的一些留意事项。
本篇文章将介绍一些常见的反射用法，涵盖了常见的数据类型的反射操作。

依据类型做不同处理

运用反射很常见的一个场景便是依据类型做不同处理，比方下面这个办法，依据不同的 Kind 回来不同的字符串表示：

func getType(i interface{}) string {
   v := reflect.ValueOf(i)
   switch v.Kind() {
   case reflect.Bool:
      b := "false"
      if v.Bool() {
         b = "true"
      }
      return fmt.Sprintf("bool: %s", b)
   case reflect.Int, reflect.Int8, reflect.Int16, reflect.Int32, reflect.Int64:
      return fmt.Sprintf("int: %d", v.Int())
   case reflect.Uint, reflect.Uint8, reflect.Uint16, reflect.Uint32, reflect.Uint64:
      return fmt.Sprintf("uint: %d", v.Uint())
   case reflect.Float32, reflect.Float64:
      return fmt.Sprintf("float: %.1f", v.Float())
   case reflect.String:
      return fmt.Sprintf("string: %s", v.String())
   case reflect.Interface:
      return fmt.Sprintf("interface: %v", v.Interface())
   case reflect.Struct:
      return fmt.Sprintf("struct: %v", v.Interface())
   case reflect.Map:
      return fmt.Sprintf("map: %v", v.Interface())
   case reflect.Slice:
      return fmt.Sprintf("slice: %v", v.Interface())
   case reflect.Array:
      return fmt.Sprintf("array: %v", v.Interface())
   case reflect.Pointer:
      return fmt.Sprintf("pointer: %v", v.Interface())
   case reflect.Chan:
      return fmt.Sprintf("chan: %v", v.Interface())
   default:
      return "unknown"
   }
}
func TestKind(t *testing.T) {
   assert.Equal(t, "int: 1", getType(1))
   assert.Equal(t, "string: 1", getType("1"))
   assert.Equal(t, "bool: true", getType(true))
   assert.Equal(t, "float: 1.0", getType(1.0))
    arr := [3]int{1, 2, 3}
    sli := []int{1, 2, 3}
    assert.Equal(t, "array: [1 2 3]", getType(arr))
    assert.Equal(t, "slice: [1 2 3]", getType(sli))
}

规范库 json 中的示例

在规范库 encoding/json 中，也有相似的场景，比方下面这个办法，依据不同的 Kind 做不同的处理：

func newTypeEncoder(t reflect.Type, allowAddr bool) encoderFunc {
   // ... 其他代码
   switch t.Kind() {
   case reflect.Bool:
      return boolEncoder
   case reflect.Int, reflect.Int8, reflect.Int16, reflect.Int32, reflect.Int64:
      return intEncoder
   case reflect.Uint, reflect.Uint8, reflect.Uint16, reflect.Uint32, reflect.Uint64, reflect.Uintptr:
      return uintEncoder
   // ...省掉其他 case...
   default:
      return unsupportedTypeEncoder
   }
}

在进行 json 编码的时分，因为不知道传入的参数是什么类型，所以需求依据类型做不同的处理，这儿便是运用反射来做的。
经过判别不同的类型，然后回来不同的 encoder。

根本类型的反射

这儿说的根本类型是：int*、uint*、float*、complex*、bool 这种类型。

经过反射修正根本类型的值，需求留意的是，传入的参数必须是指针类型，否则会 panic：

func TestBaseKind(t *testing.T) {
   // 经过反射修正 int 类型变量的值
   a := 1
   v := reflect.ValueOf(&a)
   v.Elem().SetInt(10)
   assert.Equal(t, 10, a)
   // 经过反射修正 uint16 类型变量的值
   b := uint16(10)
   v1 := reflect.ValueOf(&b)
   v1.Elem().SetUint(20)
   assert.Equal(t, uint16(20), b)
   // 经过反射修正 float32 类型变量的值
   f := float32(10.0)
   v2 := reflect.ValueOf(&f)
   v2.Elem().SetFloat(20.0)
   assert.Equal(t, float32(20.0), f)
}

经过反射修正值的时分，需求经过 Elem() 办法的回来值来修正。

数组类型的反射

经过反射修正数组中元素的值，能够运用 Index 办法获得对应下标的元素，然后再运用 Set 办法修正值：

func TestArray(t *testing.T) {
   // 经过反射修正数组元素的值
   arr := [3]int{1, 2, 3}
   v := reflect.ValueOf(&arr)
   // 修正数组中的第一个元素
   v.Elem().Index(0).SetInt(10)
   assert.Equal(t, [3]int{10, 2, 3}, arr)
}

chan 反射

咱们能够经过反射目标来向 chan 中发送数据，也能够从 chan 中接纳数据：

func TestChan(t *testing.T) {
   // 经过反射修正 chan
   ch := make(chan int, 1)
   v := reflect.ValueOf(&ch)
   // 经过反射目标向 chan 发送数据
   v.Elem().Send(reflect.ValueOf(2))
   // 在反射目标外部从 chan 接纳数据
   assert.Equal(t, 2, <-ch)
}

map 反射

经过反射修正 map 中的值，能够运用 SetMapIndex 办法修正 map 中对应的 key：

func TestMap(t *testing.T) {
   // 经过反射修正 map 元素的值
   m := map[string]int{"a": 1}
   v := reflect.ValueOf(&m)
   // 修正 a 的 key，修正其值为 2
   v.Elem().SetMapIndex(reflect.ValueOf("a"), reflect.ValueOf(2))
   // 外部的 m 能够看到反射目标的修正
   assert.Equal(t, 2, m["a"])
}

迭代反射 map 目标

咱们能够经过反射目标的 MapRange 办法来迭代 map 目标：

func TestIterateMap(t *testing.T) {
   // 遍历 map
   m := map[string]int{"a": 1, "b": 2}
   v := reflect.ValueOf(m)
   // 创立 map 迭代器
   iter := v.MapRange()
   // 迭代 map 的元素
   for iter.Next() {
      // a 1
      // b 2
      fmt.Println(iter.Key(), iter.Value())
   }
}

slice 反射

经过反射修正 slice 中的值，能够运用 Index 办法获得对应下标的元素，然后再运用 Set* 办法修正值，跟数组相似：

func TestSlice(t *testing.T) {
   // 经过反射修正 slice 元素的值
   sli := []int{1, 2, 3}
   v := reflect.ValueOf(&sli)
   v.Elem().Index(0).SetInt(10)
   assert.Equal(t, []int{10, 2, 3}, sli)
}

string 反射

关于 string 类型，咱们能够经过其反射目标的 String 办法来修正其内容：

func TestString(t *testing.T) {
   // 经过反射修正字符串的值
   s := "hello"
   v := reflect.ValueOf(&s)
   v.Elem().SetString("world")
   assert.Equal(t, "world", s)
}

interface/Pointer 反射

关于 interface 或 Pointer 类型，咱们能够经过其反射目标的 Elem 办法来修正其内容：

func TestPointer(t *testing.T) {
   a := 1
   // 接口类型
   var i interface{} = &a
   v1 := reflect.ValueOf(i)
   v1.Elem().SetInt(10)
   assert.Equal(t, 10, a)
   // 指针类型
   var p = &a
   v2 := reflect.ValueOf(p)
   v2.Elem().SetInt(20)
   assert.Equal(t, 20, a)
}

这两种类型，咱们都需求经过 Elem 办法来先获取其实践保存的值，然后再修正其值。

结构体的反射

关于 go 中的结构体，反射体系中为咱们供给了许多操作结构体的办法，比方获取结构体的字段、办法、标签、经过反射目标调用其办法等。

先假定咱们有如下结构体：

type Person struct {
   Name string
   Age  int
   sex uint8
}
func (p Person) M1() string {
   return "person m1"
}
func (p *Person) M2() string {
   return "person m2"
}

遍历结构体字段

咱们能够经过 NumField 办法来获取结构体的字段数量，然后经过 Field 办法来获取结构体的字段：

func TestStruct1(t *testing.T) {
   var p = Person{Name: "Tom", Age: 18, sex: 1}
   v := reflect.ValueOf(p)
   // string Tom
   // int 18
   // uint8 1
   for i := 0; i < v.NumField(); i++ {
      fmt.Println(v.Field(i).Type(), v.Field(i))
   }
}

依据称号或索引获取结构体字段

咱们能够依据结构体字段的称号或索引来获取结构体的字段：

func TestStruct2(t *testing.T) {
   var p = Person{Name: "Tom", Age: 18, sex: 1}
   v := reflect.ValueOf(p)
   assert.Equal(t, 18, v.Field(1).Interface())
   assert.Equal(t, 18, v.FieldByName("Age").Interface())
   assert.Equal(t, 18, v.FieldByIndex([]int{1}).Interface())
}

修正结构体字段

咱们能够经过 Field 办法来获取结构体的字段，然后再运用 Set* 办法来修正其值：

func TestStruct2(t *testing.T) {
   var p = Person{Name: "Tom", Age: 18, sex: 1}
   v := reflect.ValueOf(&p)
   v.Elem().FieldByName("Name").SetString("Jack")
   assert.Equal(t, "Jack", p.Name)
}

上面因为 Name 是 string 类型，所以咱们运用 SetString 办法来修正其值，假如是 int 类型，咱们能够运用 SetInt 办法来修正其值，依此类推。

结构体办法调用

经过反射目标来调用结构体的办法时，需求留意的是，假如咱们需求调用指针接纳者的办法，则需求传递地址：

func TestStruct3(t *testing.T) {
   var p = Person{Name: "Tom", Age: 18, sex: 1}
   // 值接纳者（receiver）
   v1 := reflect.ValueOf(p)
   assert.Equal(t, 1, v1.NumMethod())
   // 留意：值接纳者没有 M2 办法
   assert.False(t, v1.MethodByName("M2").IsValid())
   // 经过值接纳者调用 M1 办法
   results := v1.MethodByName("M1").Call(nil)
   assert.Len(t, results, 1)
   assert.Equal(t, "person m1", results[0].Interface())
   // 指针接纳者（pointer receiver）
   v2 := reflect.ValueOf(&p)
   assert.Equal(t, 2, v2.NumMethod())
   // 经过指针接纳者调用 M1 和 M2 办法
   results = v2.MethodByName("M1").Call(nil)
   assert.Len(t, results, 1)
   assert.Equal(t, "person m1", results[0].Interface())
   results = v2.MethodByName("M2").Call(nil)
   assert.Len(t, results, 1)
   assert.Equal(t, "person m2", results[0].Interface())
}

阐明：

结构体参数是值的时分，reflect.ValueOf 回来的反射目标只能调用值接纳者的办法，不能调用指针接纳者的办法。
结构体参数是指针的时分，reflect.ValueOf 回来的反射目标能够调用值接纳者和指针接纳者的办法。
调用 MethodByName 办法时，假如办法不存在，则回来的反射目标的 IsValid 办法回来 false。
调用 Call 办法时，假如没有参数，传 nil 参数即可。假如办法没有回来值，则回来的成果切片为空。
调用 Call 办法的参数是 reflect.Value 类型的切片，回来值也是 reflect.Value 类型的切片。

是否完成接口

关于这个，其实有一个更简略的办法，那便是利用接口断言：

func TestStrunct4_0(t *testing.T) {
   type TestInterface interface {
      M1() string
   }
   var p = Person{Name: "Tom", Age: 18, sex: 1}
   v := reflect.ValueOf(p)
   // v.Interface() 回来的是 interface{} 类型
   // v.Interface().(TestInterface) 将 interface{} 类型转换为 TestInterface 类型
   v1, ok := v.Interface().(TestInterface)
   assert.True(t, ok)
   assert.Equal(t, "person m1", v1.M1())
}

别的一个办法是，经过反射目标的 Type 办法获取类型目标，然后调用 Implements 办法来判别是否完成了某个接口：

func TestStruct4(t *testing.T) {
   type TestInterface interface {
      M1() string
   }
   var p = Person{Name: "Tom", Age: 18, sex: 1}
   typ := reflect.TypeOf(p)
   typ1 := reflect.TypeOf((*TestInterface)(nil)).Elem()
   assert.True(t, typ.Implements(typ1))
}

结构体的 tag

这在序列化、反序列化、ORM 库中用得非常多，常见的 validator 库也是经过 tag 来完成的。
下面的比如中，经过获取变量的 Type 就能够获取其 tag 了：

type Person1 struct {
   Name string `json:"name"`
}
func TestStruct5(t *testing.T) {
   var p = Person1{Name: "Tom"}
   typ := reflect.TypeOf(p)
   tag := typ.Field(0).Tag
   assert.Equal(t, "name", tag.Get("json"))
}

修正结构体未导字段

咱们知道，结构体的字段假如首字母小写，则是未导出的，不能被外部包访问。但是咱们能够经过反射修正它：

func TestStruct6(t *testing.T) {
   var p = Person{Name: "Tom", Age: 18, sex: 1}
   v := reflect.ValueOf(&p)
   // 下面这样写会报错：
   // panic: reflect: reflect.Value.SetInt using value obtained using unexported field
   // v.Elem().FieldByName("sex").SetInt(0)
   ft := v.Elem().FieldByName("sex")
   sexV := reflect.NewAt(ft.Type(), unsafe.Pointer(ft.UnsafeAddr())).Elem()
   assert.Equal(t, 1, p.sex)           // 修正前是 1
   sexV.Set(reflect.ValueOf(uint8(0))) // 将 sex 字段修正为 0
   assert.Equal(t, 0, p.sex)           // 修正后是 0
}

这儿经过 NewAt 办法针对 sex 这个未导出的字段创立了一个指针，然后咱们就能够经过这个指针来修正 sex 字段了。

办法的反射

这儿说的办法包含函数和结构体的办法。

入参和回来值

reflect 包中供给了 In 和 Out 办法来获取办法的入参和回来值：

func (p Person) Test(a int, b string) int {
   return a
}
func TestMethod(t *testing.T) {
   var p = Person{Name: "Tom", Age: 18, sex: 1}
   v := reflect.ValueOf(p)
   m := v.MethodByName("Test")
   // 参数个数为 2
   assert.Equal(t, 2, m.Type().NumIn())
   // 回来值个数为 1
   assert.Equal(t, 1, m.Type().NumOut())
   // In(0) 是第一个参数，In(1) 是第二个参数
   arg1 := m.Type().In(0)
   assert.Equal(t, "int", arg1.Name())
   arg2 := m.Type().In(1)
   assert.Equal(t, "string", arg2.Name())
   // Out(0) 是第一个回来值
   ret0 := m.Type().Out(0)
   assert.Equal(t, "int", ret0.Name())
}

阐明：

In 和 Out 办法回来的是 reflect.Type 类型，能够经过 Name 办法获取类型称号。
NumIn 和 NumOut 办法回来的是参数和回来值的个数。
reflect.Value 类型的 MethodByName 办法能够获取结构体的办法。

经过反射调用办法

reflect.Value 中关于办法类型的反射目标，有一个 Call 办法，能够经过它来调用办法：

func TestMethod2(t *testing.T) {
   var p = Person{Name: "Tom", Age: 18, sex: 1}
   v := reflect.ValueOf(p)
   // 经过反射调用 Test 办法
   m := v.MethodByName("Test")
   arg1 := reflect.ValueOf(1)
   arg2 := reflect.ValueOf("hello")
   args := []reflect.Value{arg1, arg2}
   rets := m.Call(args)
   assert.Len(t, rets, 1)
   assert.Equal(t, 1, rets[0].Interface())
}

阐明：

Call 办法的参数是 []reflect.Value 类型，需求将参数转换为 reflect.Value 类型。
Call 办法的回来值也是 []reflect.Value 类型。
reflect.Value 类型的 MethodByName 办法能够获取结构体的办法的反射目标。
经过办法的反射目标的 Call 办法能够完成调用办法。

总结

经过 reflect.Kind 能够判别反射目标的类型，Kind 涵盖了 go 中所有的根本类型，所以反射的时分判别 Kind 就足够了。
假如要获取反射目标的值，需求传递指针给 reflect.Value。
能够往 chan 的反射目标中发送数据，也能够从 chan 的反射目标中接纳数据。
SetMapIndex 办法能够修正 map 中的元素。MapRange 办法能够获取 map 的迭代器。
能够经过 Index 办法获取 slice 的元素，也能够经过 SetIndex 办法修正 slice 的元素。
能够经过 SetString 办法修正 string 的值。
关于 interface 和 Pointer 类型的反射目标，能够经过 Elem 办法获取它们的值，一起也只要经过 Elem 获取到的反射目标能调用 Set* 办法来修正其指向的目标。
reflect 包中供给了许多操作结构体的功能：如获取结构体的字段、获取结构体的办法、调用结构体的办法等。咱们运用一些类库的时分，会需求经过结构体的 tag 来设置一些元信息，这些信息只要经过反射才能获取。
咱们能够经过 NewAt 来创立一个指向结构体未导出字段的反射目标，这样就能够修正结构体的未导出字段了。
关于函数和办法，go 的反射体系也供给了许多功能，如获取参数和回来值信息、运用 Call 来调用函数和办法等。

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