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第十二章 反射

  • 反射机制：在编译时不知道类型的情况下，可更新变量，在运行时查看值，调用方法以及直接对它们的布局进行操作

12.1 为什么使用反射

  • 一个函数统一处理各种类型，而这些类型可能：

    • 无法共享某个接口

    • 布局未知

    • 在设计函数时还不存在

12.2 reflect.Type 和 reflect.Value

  • reflect.TypeOf 总是返回接口值的动态类型, 类型为 reflect.Type

  • reflect.TypeOf 总是返回接口值的具体值，类型为 reflect.Value

  • Value 类型的 Type 方法把类型以 reflect.Type 方式返回。Inerface 方法返回一个空接口 interface{}

  • Value 类型的 Kind 方法返回类型的分类（kind），只有少数几种值，见 go doc inflect.Invalid

  • 用 switch v.Kind() 匹配 kind

12.3 Display: 一个递归的值显示器

  • 尽可能避免在包的 API 里暴露反射相关的内容，而是定义一个未导出的函数做真正的处理，再导出一个简单的封装函数

  • 用 Value.Kind() 判断值是否属于复杂类型：reflet.Slice/Array/Struct/Map/Ptr/Interface。对于不同类型，调用相应方法获取内部信息：

    • slice 与数组：Len() 方法返回元素个数，Index(i) 方法返回第 i 个元素，类型为 reflect.Value

    • 结构体： NumField() 方法返回字段数，Field(i) 返回第 i 个字段，类型为 relect.Value

    • map: MapKeys() 返回键集合 []reflect.Value，MapIndex(key) 返回 key 对应的值

    • 指针：Elem() 方法返回而指针指向的变量，类型为 reflect.Value。如果指针为 nil, 返回结果的类型为 Invalid。也可以用 IsNil() 方法检测

    • 接口：用 IsNil() 方法检测 nil，用Elem() 方法获取动态值

  • 非导出字段在反射下也是可见的

12.4 示例：编码 S 表达式

  • 参考书 P264 代码

12.5 使用 reflect.Value 来设置值

  • 通过 CanAddr() 方法来询问 relect.Value 类型的变量是否可寻址

  • 从一个可寻址的 reflect.Value 值获取变量需要 3 步：1，调用 Addr() 返回一个包含变量指针的 Value；2，在这个 Value 上调用Interface(),返回一个包含这个指针的 interface {} 值；3，如果知道变量的类型，用类型断言把接口内容转换为一个普通指针，用这个指针来更新变量。

    x := 2
d := reflect.ValueOf(&x).Elem()    //d 代表变量 x，Elem() 方法返回指针指向的变量
px := d.Addr().Interface().(*int)  // 1,2,3步下来：px := &x
*px = 3                            // x = 3

  • 如果可以寻址，也可以通过 Value 的 Set 方法来更新变量：

    d.Set(reflect.ValueOf(4))    // 上面例子中的d

  • Set 会检查可赋值性条件（通常由编译器检查）。类型不匹配或者 Value 值不可寻址会导致崩溃

  • 有一些基本类型特化的 Set 方法变种：SetInt，SetUint，SetString，SetFloat 等。有一定容错性，但在指向 interface{} 类型的 Value 上调用会崩溃

  • 一个未导出的字段不允许修改，用 CanSet 方法报告一个 Value 是否可寻址且可更改

12.6 示例：解码 S 表达式

  • Unmarshal 函数使用反射来修改已经存在的结构体变量字段

  • reflect.New(Type) Value 返回 Type类型Value的零值指针

  • 示例见P268

12.7 访问结构体字段标签

  • reflect.Type 的 Field(i) 方法返回第 i 个字段，类型为 reflect.StructField。这个类型提供了字段的名称，类型以及可选的标签（Tag）字段

  • Tag 字段类型为 reflect.StructTag，底层类型为字符串。提供Get(key)方法返回标签字符串中key对应的子串

12.8 显示类型的方法

  • Type 和 Value 都有 Method(i) 方法。Type.Method 返回第 i 个reflect.Method 类型的实例; Value.Method(i) 返回 reflect.Value，代表一个方法值（已绑定接收者）

  • reflect.Value.Call 方法可以调用Func类型的Value

12.9 注意事项

  • 反射的功能和表达能力都很强，但是要谨慎使用，因为：

    • 编译器报告类型的错误，在反射中都有对应的误用方法，导致错误只能在运行时发生。应确保反射封装在包里，包的API中避免使用 reflect.Value

    • 反射降低了自动重构和分析工具的安全性和准确度，因为无法检测到类型信息

    • 大量使用反着的代码很难理解。对于接受 interface{} 或者 reflect.Value 的函数，要写清楚期望的参数类型和其他限制条件

    • 基于反射的函数比为特定类型优化的函数要慢。