Golang反射获取变量类型和值的方法详解

目录

• 1. 什么是反射
• 2. reflect.Type
• 2.1 类型Type和种类Kind
• 2.2 引用指向元素的类型
• 2.3 结构体成员类型
• 3. reflect.Value
• 3.1 结构体的成员的值
• 3.2 遍历array、slice
• 3.3 遍历map
• 4. 反射的三大定律
• 4.1 从interface到反射对象
• 4.2 从反射对象到interface
• 4.3 通过反射修改对象，该对象值必须是可修改的

1. 什么是反射

反射是程序在运行期间获取变量的类型和值、或者执行变量的方法的能力。

Golang反射包中有两对非常重要的函数和类型，两个函数分别是：

reflect.TypeOf能获取类型信息reflect.Type；

reflect.ValueOf 能获取数据的运行时表示reflect.Value；

2. reflect.Type

Golang是一门静态类型的语言，反射是建立在类型之上的。

通过reflect.TypeOf()函数可以获得任意值的类型信息。

2.1 类型Type和种类Kind

诸如int32, slice, map以及通过type关键词自定义的类型。

种类Kind可以理解为类型的具体分类。如int32、type MyInt32 int32是两种不同类型，但都属于int32这个种类。

使用 reflect.TypeOf()获取变量类型以及种类。

func main() {
    type MyInt32 int32
    a := MyInt32(1)
    b := int32(1)
    fmt.Printf("reflect.TypeOf(a):%v Kind:%v\n", reflect.TypeOf(a), reflect.TypeOf(a).Kind())
    fmt.Printf("reflect.TypeOf(b):%v Kind:%v\n", reflect.TypeOf(b), reflect.TypeOf(b).Kind())
}

代码输出如下，由此可以看出int32、type MyInt32 int32是两种不同类型，但都属于int32这个种类。

$ go run main.go
reflect.TypeOf(a):main.MyInt32 Kind:int32
reflect.TypeOf(b):int32 Kind:int32

种类定义点击查看

// A Kind represents the specific kind of type that a Type represents.
// The zero Kind is not a valid kind.
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
	Pointer
	Slice
	String
	Struct
	UnsafePointer
)

2.2 引用指向元素的类型

// Elem returns a type's element type.
// It panics if the type's Kind is not Array, Chan, Map, Pointer, or Slice.
Elem() Type

部分情况我们需要获取指针指向元素的类型、或者slice元素的类型，可以reflect.Elem()函数获取。

func main() {
    type myStruct struct {
    }
    a := &myStruct{}
    typeA := reflect.TypeOf(a)
    fmt.Printf("TypeOf(a):%v Kind:%v\n", typeA, typeA.Kind())
    fmt.Printf("TypeOf(a).Elem():%v Elem().Kind:%v\n", typeA.Elem(), typeA.Elem().Kind())
    s := []int64{}
    typeS := reflect.TypeOf(s)
    fmt.Printf("TypeOf(s):%v Kind:%v\n", typeS, typeS.Kind())
    fmt.Printf("TypeOf(s).Elem():%v Elem().Kind:%v\n", typeS.Elem(), typeS.Elem().Kind())
}

代码输出如下，由此可以看出，通过reflect.Elem()函数可以获取引用指向数据的类型。

$ go run main.go
TypeOf(a):*main.myStruct Kind:ptr
TypeOf(a).Elem():main.myStruct Elem().Kind:struct
TypeOf(s):[]int64 Kind:slice
TypeOf(s).Elem():int64 Elem().Kind:int64

2.3 结构体成员类型

通过NumField获取成员数量，Field通过下标访问成员的类型信息StructField，包括成员名称、类型、Tag信息等。

func main() {
    type secStruct struct {
        Cnt []int64
    }
    type myStruct struct {
        Num   int    `json:"num_json" orm:"column:num_orm"`
        Desc  string `json:"desc_json" orm:"column:desc_orm"`
        Child secStruct
    }
    s := myStruct{}
    typeS := reflect.TypeOf(s)
    // 成员数量
    fmt.Printf("NumField:%v \n", typeS.NumField())
    // 每个成员的信息 包括名称、类型、Tag
    for i := 0; i < typeS.NumField(); i++ {
        // 通过下标访问成员
        fmt.Printf("Field(%v):%+v\n", i, typeS.Field(i))
    }
    // 通过名称访问成员
    field, ok := typeS.FieldByName("Num")
    fmt.Printf("FieldByName(\"Num\") ok:%v field:%+v\n", ok, field)
    // 获取tag值
    fmt.Printf("json tag val:%+v\n", field.Tag.Get("json"))
    // 获取嵌套结构体的字段
    fmt.Printf("Cnt field:%+v\n", typeS.FieldByIndex([]int{2, 0}))
}

代码输出如下，

$ go run main.go
NumField:3 
Field(0):{Name:Num PkgPath: Type:int Tag:json:"num_json" orm:"column:num_orm" Offset:0 Index:[0] Anonymous:false}
Field(1):{Name:Desc PkgPath: Type:string Tag:json:"desc_json" orm:"column:desc_orm" Offset:8 Index:[1] Anonymous:false}
Field(2):{Name:Child PkgPath: Type:main.secStruct Tag: Offset:24 Index:[2] Anonymous:false}
FieldByName("Num") ok:true field:{Name:Num PkgPath: Type:int Tag:json:"num_json" orm:"column:num_orm" Offset:0 Index:[0] Anonymous:false}
json tag val:num_json
Cnt field:{Name:Cnt PkgPath: Type:[]int64 Tag: Offset:0 Index:[0] Anonymous:false}

3. reflect.Value

通过reflect.ValueOf获取变量值、值类型，种类为Array, Chan, Map, Slice, 或String可通过Len()获取长度

func main() {
    b := int32(1)
    valueB := reflect.ValueOf(b)
    fmt.Printf("reflect.TypeOf(b):%v Kind:%v\n", valueB, valueB.Kind())
    s := "abcdefg"
    valueS := reflect.ValueOf(s)
    fmt.Printf("reflect.TypeOf(s):%v Kind:%v Len:%v\n", valueS, valueS.Kind(), valueS.Len())
}

代码输出如下，

$ go run main.go
reflect.TypeOf(b):1 Kind:int32
reflect.TypeOf(s):abcdefg Kind:string Len:7

3.1 结构体的成员的值

和2.3 结构体成员类型获取结构体成员类型类似，reflect提供了NumField获取成员数量，Field通过下标访问成员的值。

func main() {
    type secStruct struct {
        Cnt []int64
    }
    type myStruct struct {
        Num   int    `json:"num_json" orm:"column:num_orm"`
        Desc  string `json:"desc_json" orm:"column:desc_orm"`
        Child secStruct
    }
    s := myStruct{
        Num:   100,
        Desc:  "desc",
        Child: secStruct{[]int64{1, 2, 3}},
    }
    valueS := reflect.ValueOf(s)
    // 成员数量
    fmt.Printf("NumField:%v \n", valueS.NumField())
    // 每个成员的值
    for i := 0; i < valueS.NumField(); i++ {
        // 通过下标访问成员
        fmt.Printf("value(%v):%+v\n", i, valueS.Field(i))
    }
    // 通过名称访问成员
    value := valueS.FieldByName("Num")
    fmt.Printf("FieldByName(\"Num\") value:%v\n", value)
    // 获取嵌套结构体的字段
    fmt.Printf("Cnt field:%+v\n", valueS.FieldByIndex([]int{2, 0}))
}

代码输出如下

$ go run main.go
NumField:3 
value(0):100
value(1):desc
value(2):{Cnt:[1 2 3]}
FieldByName("Num") value:100
Cnt field:[1 2 3]

3.2 遍历array、slice

通过func (v Value) Index(i int) Value可以通过下标来访问Array, Slice,或者 String各个元素的值。

func main() {
    s := []int64{1, 2, 3, 4, 5, 6}
    valueS := reflect.ValueOf(s)
    fmt.Printf("ValueOf(s):%v Kind:%v Len:%v\n", valueS, valueS.Kind(), valueS.Len())
    for i := 0; i < valueS.Len(); i++ {
        fmt.Printf("valueS.Index(%v):%v\n", i, valueS.Index(i))
    }
}

代码输出如下

$ go run main.go
ValueOf(s):[1 2 3 4 5 6] Kind:slice Len:6
valueS.Index(0):1
valueS.Index(1):2
valueS.Index(2):3
valueS.Index(3):4
valueS.Index(4):5
valueS.Index(5):6

3.3 遍历map

reflect有两种方法遍历map

通过迭代器MapIter遍历map

先获取map的所有key，再通过key获取对应的value

func main() {
    m := map[int]string{
        1: "1",
        2: "2",
        3: "3",
    }
    valueM := reflect.ValueOf(m)
    // 迭代器访问
    iter := valueM.MapRange()
    for iter.Next() {
        fmt.Printf("key:%v val:%v\n", iter.Key(), iter.Value())
    }
    fmt.Println("------")
    // 通过key访问
    keys := valueM.MapKeys()
    for i := 0; i < len(keys); i++ {
        fmt.Printf("key:%v val:%v\n", keys[i], valueM.MapIndex(keys[i]))
    }
}

代码输出如下，

$ go run main.go
key:1 val:1
key:2 val:2
key:3 val:3
------
key:3 val:3
key:1 val:1
key:2 val:2

4. 反射的三大定律

反射的两个基础函数定义，

• 获取类型func TypeOf(i any) Type
• 获取值func ValueOf(i any) Value

其中，any是interface{}的别名。

interface{}是不包含任何方法签名的空接口，任何类型都实现了空接口。

A value of interface type can hold any value that implements those methods.

因此，interface{}可以承载任何变量的 (value, concrete type)信息。

4.1 从interface到反射对象

interface{}承载变量的(value, concrete type)信息，通过反射暴露方法来访问interface{}的值和类型。

可以简单理解为interface{}的值和信息传递到reflect.Type和 reflect.Value，方便获取。

4.2 从反射对象到interface

可以通过函数func (v Value) Interface() (i any)将反射对象转换为interface{}，

是func ValueOf(i any) Value的反向操作。

func main() {
    a := int32(10)
    valueA := reflect.ValueOf(a)
    fmt.Printf("ValueOf(a):%v\n", valueA)
    fmt.Printf("Interface():%v\n", valueA.Interface())
    ai, ok := valueA.Interface().(int32)
    fmt.Printf("ok:%v val:%v\n", ok, ai)
}

代码输出如下

$ go run main.go
ValueOf(a):10
Interface():10
ok:true val:10

4.3 通过反射修改对象，该对象值必须是可修改的

reflect提供func (v Value) CanSet() bool判断对象值是否修改，通过func (v Value) Set(x Value)修改对象值

func main() {
    a := int32(10)
    valueA := reflect.ValueOf(a)
    fmt.Printf("valueA :%v\n", valueA.CanSet())
    b := int32(100)
    valuePtrB := reflect.ValueOf(&b)
    fmt.Printf("valuePtrB:%v Elem:%v\n", valuePtrB.CanSet(), valuePtrB.Elem().CanSet())
    valuePtrB.Elem().Set(reflect.ValueOf(int32(200)))
    fmt.Printf("b:%v Elem:%v\n", b, valuePtrB.Elem())
}

代码输出如下

$ go run main.go
valueA :false
valuePtrB:false Elem:true
b:200 Elem:200

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