Golang-interface(四 反射)(一)

2014-11-23 21:43:59 · 作者: · 浏览: 22

反射是程序运行时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。它同时也是造成混淆的重要来源。

每个语言的反射模型都不同(同时许多语言根本不支持反射)。本节将试图明确解释在 Go 中的反射是如何工作的。

1. 从接口值到反射对象的反射

在基本的层面上,反射只是一个检查存储在接口变量中的类型和值的算法。在 reflect 包中有两个类型需要了解:Type 和 Value。这两个类型使得可以访问接口变量的内容,还有两个简单的函数,reflect.TypeOf 和 reflect.ValueOf,从接口值中分别获取 reflect.Type 和 reflect.Value。(注:从 reflect.Value 也很容易能够获得 reflect.Type,不过这里让 Value 和 Type 在概念上是分离的)

从 TypeOf 开始:

package main

import (
     fmt
    reflect
)

func main() {
    var x float64 = 3.4
    fmt.Println(type:, reflect.TypeOf(x))
}

这个程序打印 type: float64

接口在哪里呢,读者可能会对此有疑虑,看起来程序传递了一个 float64 类型的变量 x,而不是一个接口值,到 reflect.TypeOf。但是,它确实就在那里:如同 godoc 报告的那样,reflect.TypeOf 的声明包含了空接口:

// TypeOf 返回 interface{} 中的值反射的类型。
   func TypeOf(i interface{}) Type

当调用 reflect.TypeOf(x) 的时候,x 首先存储于一个作为参数传递的空接口中;reflect.TypeOf 解包这个空接口来还原类型信息。

reflect.ValueOf 函数,当然就是还原那个值(从这里开始将会略过那些概念示例,而聚焦于可执行的代码):

var x float64 = 3.4
fmt.Println(value:, reflect.ValueOf(x))

打印

value: 
    
   

除了reflect.Type 和 reflect.Value外,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。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):

var x float64 = 3.4
v := reflect.ValueOf(x)
fmt.Println(type:, v.Type())
fmt.Println(kind is float64:, v.Kind() == reflect.Float64)
fmt.Println(value:, v.Float())                      

打印

type: float64                       
kind is float64: true               
value: 3.4                      

同时也有类似 SetInt 和 SetFloat 的方法,不过在使用它们之前需要理解可设置性,这部分的主题在下面的第三条军规中讨论。

反射库有着若干特性值得特别说明。

  • 为了保持 API 的简洁,“获取者”和“设置者”用 Value 的最宽泛的类型来处理值:例如,int64 可用于所有带符号整数。也就是说 Value 的 Int 方法返回一个 int64,而 SetInt 值接受一个 int64;所以可能必须转换到实际的类型:

      var x uint8 = 'x'
      v := reflect.ValueOf(x)
      fmt.Println(type:, v.Type()) // uint8.
      fmt.Println(kind is uint8: , v.Kind() == reflect.Uint8) // true.
      x = uint8(v.Uint()) // v.Uint 返回一个 uint64.
    
    
  • 反射对象的 Kind 描述了底层类型,而不是静态类型。如果一个反射对象包含了用户定义的整数类型的值,就像

      type MyInt int
      var x MyInt = 7
      v := reflect.ValueOf(x)‘
    
    

    v 的 Kind 仍然是 reflect.Int,尽管 x 的静态类型是 MyInt,而不是 int。换句话说,Kind 无法从 MyInt 中区分 int,而 Type 可以。

    2. 从反射对象到接口值的反射

    如同物理中的反射,在 Go 中的反射也存在它自己的镜像。

    从 reflect.Value 可以使用 Interface 方法还原接口值; 此方法可以高效地打包类型和值信息到接口表达中,并返回这个结果:

    // Interface 以 interface{} 返回 v 的值。
    func (v Value) Interface() interface{}
    
    

    可以这样作为结果

    y := v.Interface().(float64) // y 将为类型 float64。
    fmt.Println(y)
    
    

    通过反射对象 v 可以打印 float64 的表达值。

    然而,还可以做得更好。fmt.Println,fmt.Printf 等其他所有传递一个空接口值作为参数的函数,在 fmt 包内部解包的方式就像之前的例子这样。因此正确的打印 reflect.Value 的内容的方法就是将 Interface 方法的结果进行格式化打印(formatted print routine).

    fmt.Println(v.Interface())
    
    

    为什么不是 fmt.Println(v)?因为 v 是一个 reflect.Value;这里希望获得的是它保存的实际的值。

    由于值是 float64,如果需要的话,甚至可以使用浮点格式化:

    fmt.Printf(value is %7.1e
    , v.Interface())
    
    

    输出: 3.4e+00

    再次强调,对于 v.Interface() 无需类型断言其为 float64;空接口值在内部有实际值的类型信息,而 Printf 会发现它。

    简单来说,Interface 方法是 ValueOf 函数的镜像,除了返回值总是静态类型 interface{}。

    回顾:反射可以从接口值到反射对象,也可以反过来。

    3. 为了修改反射对象,其值必须可设置

    var x float64 = 3.4
    v := reflect.ValueOf(x)
    v.SetFloat(7.1) // Error: will panic.
    
    

    如果运行这个代码,它报出神秘的 panic 消息

    panic: reflect.Value.SetFloat using unaddressable value
    
    

    问题不在于值 7.1 不能地址化;在于 v 不可设置。设置性是反射值的一个属性,并不是所有的反射值有此特性。

    Value的 CanSet 方法提供了值的设置性;在这个例子中,

    var x float64 = 3.4
    v := reflect.ValueOf(x)
    fmt.Println(settability of v: , v.CanSet())
    
    

    打印

    settability of v: false
    
    

    对不可设置值调用 Set 方法会有错误。

    但是什么是设置性?

    设置性有一点点像地址化,但是更严格。这是用于创建反射对象的时候,能够修改实际存储的属性。设置性用于决定反射对象是否保存原始项目。当这样

    var x float64 = 3.4
    v := ref