# 11.10 反射包
## 11.10.1 方法和类型的反射
在 [10.4](10.4.md) 节我们看到可以通过反射来分析一个结构体。本节我们进一步探讨强大的反射功能。反射是用程序检查其所拥有的结构,尤其是类型的一种能力;这是元编程的一种形式。反射可以在运行时检查类型和变量,例如:它的大小、它的方法以及它能“动态地”调用这些方法。这对于没有源代码的包尤其有用。这是一个强大的工具,除非真得有必要,否则应当避免使用或小心使用。
变量的最基本信息就是类型和值:反射包的 `Type` 用来表示一个 Go 类型,反射包的 `Value` 为 Go 值提供了反射接口。
两个简单的函数,`reflect.TypeOf` 和 `reflect.ValueOf`,返回被检查对象的类型和值。例如,x 被定义为:`var x float64 = 3.4`,那么 `reflect.TypeOf(x)` 返回 `float64`,`reflect.ValueOf(x)` 返回 `<float64 Value>`
实际上,反射是通过检查一个接口的值,变量首先被转换成空接口。这从下面两个函数签名能够很明显的看出来:
```go
func TypeOf(i interface{}) Type
func ValueOf(i interface{}) Value
```
接口的值包含一个 type 和 value。
反射可以从接口值反射到对象,也可以从对象反射回接口值。
`reflect.Type` 和 `reflect.Value` 都有许多方法用于检查和操作它们。一个重要的例子是 `Value` 有一个 `Type()` 方法返回 `reflect.Value` 的 `Type` 类型。另一个是 `Type` 和 `Value` 都有 `Kind()` 方法返回一个常量来表示类型:`Uint`、`Float64`、`Slice` 等等。同样 `Value` 有叫做 `Int()` 和 `Float()` 的方法可以获取存储在内部的值(跟 `int64` 和 `float64` 一样)
```go
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
)
```
对于 `float64` 类型的变量 `x`,如果 `v:=reflect.ValueOf(x)`,那么 `v.Kind()` 返回 `reflect.Float64` ,所以下面的表达式是 `true`:`v.Kind() == reflect.Float64`
`Kind()` 总是返回底层类型:
```go
type MyInt int
var m MyInt = 5
v := reflect.ValueOf(m)
```
方法 `v.Kind()` 返回 `reflect.Int`。
变量 `v` 的 `Interface()` 方法可以得到还原(接口)值,所以可以这样打印 `v` 的值:`fmt.Println(v.Interface())`
尝试运行下面的代码:
示例 11.11 [reflect1.go](examples/chapter_11/reflect1.go):
```go
// blog: Laws of Reflection
package main
import (
"fmt"
"reflect"
)
func main() {
var x float64 = 3.4
fmt.Println("type:", reflect.TypeOf(x))
v := reflect.ValueOf(x)
fmt.Println("value:", v)
fmt.Println("type:", v.Type())
fmt.Println("kind:", v.Kind())
fmt.Println("value:", v.Float())
fmt.Println(v.Interface())
fmt.Printf("value is %5.2e\n", v.Interface())
y := v.Interface().(float64)
fmt.Println(y)
}
```
输出:
```
type: float64
value: 3.4
type: float64
kind: float64
value: 3.4
3.4
value is 3.40e+00
3.4
```
`x` 是一个 `float64` 类型的值,`reflect.ValueOf(x).Float()` 返回这个 `float64` 类型的实际值;同样的适用于 `Int(), Bool(), Complex(), String()`
## 11.10.2 通过反射修改(设置)值
继续前面的例子(参阅 11.9 [reflect2.go](examples/chapter_11/reflect2.go)),假设我们要把 `x` 的值改为 `3.1415`。`Value` 有一些方法可以完成这个任务,但是必须小心使用:`v.SetFloat(3.1415)`。
这将产生一个错误:`reflect.Value.SetFloat using unaddressable value`。
为什么会这样呢?问题的原因是 `v` 不是可设置的(这里并不是说值不可寻址)。是否可设置是 `Value` 的一个属性,并且不是所有的反射值都有这个属性:可以使用 `CanSet()` 方法测试是否可设置。
在例子中我们看到 `v.CanSet()` 返回 `false`: `settability of v: false`
当 `v := reflect.ValueOf(x)` 函数通过传递一个 `x` 拷贝创建了 `v`,那么 `v` 的改变并不能更改原始的 `x`。要想 `v` 的更改能作用到 `x`,那就必须传递 x 的地址 `v = reflect.ValueOf(&x)`。
通过 `Type()` 我们看到 `v` 现在的类型是 `*float64` 并且仍然是不可设置的。
要想让其可设置我们需要使用 `Elem()` 函数,这间接地使用指针:`v = v.Elem()`
现在 `v.CanSet()` 返回 `true` 并且 `v.SetFloat(3.1415)` 设置成功了!
示例 11.12 [reflect2.go](examples/chapter_11/reflect2.go):
```go
package main
import (
"fmt"
"reflect"
)
func main() {
var x float64 = 3.4
v := reflect.ValueOf(x)
// setting a value:
// v.SetFloat(3.1415) // Error: will panic: reflect.Value.SetFloat using unaddressable value
fmt.Println("settability of v:", v.CanSet())
v = reflect.ValueOf(&x) // Note: take the address of x.
fmt.Println("type of v:", v.Type())
fmt.Println("settability of v:", v.CanSet())
v = v.Elem()
fmt.Println("The Elem of v is: ", v)
fmt.Println("settability of v:", v.CanSet())
v.SetFloat(3.1415) // this works!
fmt.Println(v.Interface())
fmt.Println(v)
}
```
输出:
```
settability of v: false
type of v: *float64
settability of v: false
The Elem of v is: <float64 Value>
settability of v: true
3.1415
<float64 Value>
```
反射中有些内容是需要用地址去改变它的状态的。
## 11.10.3 反射结构
有些时候需要反射一个结构类型。`NumField()` 方法返回结构内的字段数量;通过一个 `for` 循环用索引取得每个字段的值 `Field(i)`。
我们同样能够调用签名在结构上的方法,例如,使用索引 `n` 来调用:`Method(n).Call(nil)`。
示例 11.13 [reflect_struct.go](examples/chapter_11/reflect_struct.go):
```go
package main
import (
"fmt"
"reflect"
)
type NotknownType struct {
s1, s2, s3 string
}
func (n NotknownType) String() string {
return n.s1 + " - " + n.s2 + " - " + n.s3
}
// variable to investigate:
var secret interface{} = NotknownType{"Ada", "Go", "Oberon"}
func main() {
value := reflect.ValueOf(secret) // <main.NotknownType Value>
typ := reflect.TypeOf(secret) // main.NotknownType
// alternative:
// typ := value.Type() // main.NotknownType
fmt.Println(typ)
knd := value.Kind() // struct
fmt.Println(knd)
// iterate through the fields of the struct:
for i := 0; i < value.NumField(); i++ {
fmt.Printf("Field %d: %v\n", i, value.Field(i))
// error: panic: reflect.Value.SetString using value obtained using unexported field
// value.Field(i).SetString("C#")
}
// call the first method, which is String():
results := value.Method(0).Call(nil)
fmt.Println(results) // [Ada - Go - Oberon]
}
```
输出:
```
main.NotknownType
struct
Field 0: Ada
Field 1: Go
Field 2: Oberon
[Ada - Go - Oberon]
```
但是如果尝试更改一个值,会得到一个错误:
```
panic: reflect.Value.SetString using value obtained using unexported field
```
这是因为结构中只有被导出字段(首字母大写)才是可设置的;来看下面的例子:
示例 11.14 [reflect_struct2.go](examples/chapter_11/reflect_struct2.go):
```go
package main
import (
"fmt"
"reflect"
)
type T struct {
A int
B string
}
func main() {
t := T{23, "skidoo"}
s := reflect.ValueOf(&t).Elem()
typeOfT := s.Type()
for i := 0; i < s.NumField(); i++ {
f := s.Field(i)
fmt.Printf("%d: %s %s = %v\n", i,
typeOfT.Field(i).Name, f.Type(), f.Interface())
}
s.Field(0).SetInt(77)
s.Field(1).SetString("Sunset Strip")
fmt.Println("t is now", t)
}
```
输出:
```
0: A int = 23
1: B string = skidoo
t is now {77 Sunset Strip}
```
附录 37 深入阐述了反射概念。
## 链接
- [目录](directory.md)
- 上一节:[空接口](11.9.md)
- 下一节:[Printf 和反射](11.11.md)