Go-26 Go语言中的反射

// Go语言中的反射
/*
相关概念如下：
一、反射的引子
有时我们需要写一个函数，这个函数有能力统一处理各种值类型，而这些类型可能无法共享同一个接口，也可能布局未知，也有可能这个类型在我们设计函数时还不存在，
这个时候我们就可以用到反射。
1.1、空接口可以存储任意类型的变量，那我们如何知道这个空接口保存数据的类型是什么？值是什么呢？
·可以使用类型断言
·可以使用反射实现，也就是在程序运行时动态的获取一个变量的类型信息和值信息
1.2、把结构体序列化成json字符串，自定义结构体Tag标签的时候就用到了反射

package main
import (
	"encoding/json"
	"fmt"
)
type Student struct{
	ID int `json:"id"`
	Gender string `json:"gender"`
	Name string `json:"name"`
	Sno string `json:"sno"`
}

func main(){
	var s1 = Student{
		ID: 1,
		Gender: "男",
		Name: "李四",
		Sno: "s0001",
	}
	var s,_ = json.Marshal(s1)
	jsonStr := string(s)
	fmt.Println(jsonStr)
}

1.3、后期我们会给大家讲ORM框架，这个ORM框架就用到了反射技术
ORM：对象关系映射是通过使用描述对象和数据库之间映射的元数据，将面向对象语言程序中的对象自动持久化到关系数据库中。

二、反射的基本介绍
反射是指在程序运行期间对程序本身进行访问和修改的能力。正常情况程序在编译时，变量被转换为内存地址，变量名不会被编译器写入到可执行部分。在运行程序时，
程序无法获取自身的信息。支持反射的语言可以在程序编译期将变量的反射信息，如字段名称、类型信息、结构体信息等整合到可执行文件中，并给程序提供接口访问
反射信息，这样就可以在程序运行期获取类型的反射信息，并且有能力修改它们。

Golang中反射可以实现以下功能：
·反射可以在程序运行期间动态的获取变量的各种信息，比如变量的类型和类别
·如果是结构体，通过反射还可以获取结构体本身的信息，比如结构体的字段、结构体的方法、结构体的tag
·通过反射，可以修改变量的值，可以调用关联的方法

Go语言中的变量是分为两部分的：
·类型信息：预先定义好的元信息。
·值信息：程序运行过程中可动态变化的。

在Golang的反射机制中，任何接口值都是由一个具体类型和具体类型的值两部分组成的。
在Golang中，反射的相关功能是由reflect包提供，任意接口值在反射中都可以理解为由reflect.Type和reflect.Value两部分组成，并且reflect包提供了
reflect.TypeOf和reflect.ValueOf两个重要函数来获取任意对象的Value和Type。

三、reflect.TypeOf()获取任意值的类型对象

在Go语言中，使用reflect.TypeOf()函数可以接受任意interface{}参数，可以获得任意值的类型对象reflect.Type，程序通过类型对象可以访问任意值的类型信息。

package main
import (
	"fmt"
	"reflect"
)
func reflectType(x interface{}){
	v := reflect.TypeOf(x)
	fmt.Printf("type:%v \n", v)
}

func main(){
	var a float32=12.5
	reflectType(a)	// type:float32
	var b int64=100
	reflectType(b)	// type:int64
}

type Name 和 type Kind
在反射中关于类型还划分为两种：类型Type和种类Kind。因为在Go语言中我们可以使用Type关键字构造很多自定义类型，而种类Kind就是指底层的类型，但是
在反射中，当需要区分指针、结构体等大品种的类型时，就会用到种类Kind。举个例子，我们定义了两个指针类型和两个结构体类型，通过反射查看它们的类型和种类。
Go语言的反射中像数组、切片、Map、指针等类型的变量，它们的.Name()都是返回空。

package main
import (
	"fmt"
	"reflect"
)

func reflectType(x interface{}){
	t := reflect.TypeOf(x)
	fmt.Printf("TypeOf:%v	Name:%v 	Kind:%v \n", t,t.Name(),t.Kind())
}
type myInt int64
type Person struct {
	Name string
	Age int
}

type Animal struct {
	Name string
}

func main(){
	var a *float32	// 指针
	var b myInt 	// 自定义类型
	var c rune		// 类型别名
	reflectType(a)	// type:kind:ptr
	reflectType(b)	// type:myInt kind:int64
	reflectType(c)	// type:int32 kind:int32
	var d = Person {
		Name:"itying",
		Age:18,
	}
	var e = Animal{Name:"小花"}
	reflectType(d)	// type:Person kind:struct
	reflectType(e)	// type:Animal kind:struct

	var f = []int{1,2,3,4,5}
	reflectType(f)	// type:[]int Name:		kind:slice
}

在reflect包中定义的Kind类型如下：
type Kind uint
const (
	Invalid Kind = iota	// 非法类型
	Bool	// 布尔型
	Int		// 整型
	Int8 	// 有符号 8 位整型
	Int16 	// 有符号 16 位整型
	Int32 	// 有符号 32 位整型
	Int64 	// 有符号 64 位整型
	Uint 	// 无符号整型
	Uint8 	// 无符号 8 位整型
	Uint16 	// 无符号 16 位整型
	Uint32 	// 无符号 32 位整型
	Uint64 	// 无符号 64 位整型
	Uintptr // 指针
	Float32 // 单精度浮点数
	Float64 // 双精度浮点数
	Complex64 // 64 位复数类型
	Complex128 // 128 位复数类型
	Array 	// 数组
	Chan 	// 通道
	Func 	// 函数
	Interface 	// 接口
	Map 	// 映射
	Ptr 	// 指针
	Slice 	// 切片
	String 	// 字符串
	Struct 	// 结构体
	UnsafePointer 	// 底层指针

)

四、reflect.ValueOf()
reflect.ValueOf()返回的时reflect.Value类型，其中包含了原有值的值信息。reflect.Value与原始值之间可以相互转换。
reflect.Value 类型提供的获取原始值的方法如下：
方法 ----------------------说明----------------------
Interface()
interface{} 这两者将值以interface{}类型返回，可以通过类型断言转换为指定类型

Int() int64 将值以int类型返回，所有有符号整形均可以此方式返回
Uint() uint64 将值以uint类型返回，所有无符号整型都可以此方式返回
Float() float64 将值以双精度float64类型返回，所有浮点数float32、float64均可以此方式返回
Bool() bool 将值以bool类型返回
Bytes() []bytes 将值以字节数组[]bytes类型返回
String() string 将值以字符串类型返回
... ...

4.1、通过反射获取原始值演示1

package main
import (
	"fmt"
	"reflect"
)

func reflectValue(x interface{}){
	v := reflect.ValueOf(x)
	var c = v.Int() + 6 	// 通过 v.Int() 获取反射的原始值
	fmt.Println(c)	// 106
}

func main(){
	var a int64 = 100
	reflectValue(a)
}

4.2、通过反射获取原始值演示2

package main
import (
	"fmt"
	"reflect"
)
func reflectValue(x interface{}){
	v := reflect.ValueOf(x)
	k := v.Kind()
	switch k {
	case reflect.Int64:
		// v.Int()从反射中获取整型的原始值
		fmt.Printf("type is int64, value is %d \n", v.Int())
	case reflect.Float32:
		// v.Float()从反射中获取浮点型的原始值
		fmt.Printf("type is float32, value is %f \n", v.Float())
	case reflect.Float64:
		// v.Float()从反射中获取浮点型的原始值
		fmt.Printf("type is float64,value is %f \n", v.Float())
	}
}

func main(){
	var a float32 = 3.14
	var b int64 = 100
	reflectValue(a)	// type is float32, value is 3.140000
	reflectValue(b)	// type is int64, value is 100
	// 将int类型的原始值转换为reflect.Value类型
	c := reflect.ValueOf(10)
	fmt.Printf("type c: %T \n", c)	// type c: reflect.Value

}

4.3、通过反射设置变量的值
想要在函数中通过反射修改变量的值，需要注意函数参数传递的是值拷贝，必须传递变量地址才能修改变量值。而反射中使用专有的Elem()方法来获取指针对应的值。

package main
import (
	"fmt"
	"reflect"
)
func reflectSetValue1(x interface{}){
	v := reflect.ValueOf(x)
	if v.Kind() == reflect.Int64{
		v.SetInt(200)	// 修改的是副本，reflect包会引发panic
	}
}
func reflectSetValue2(x interface{}){
	v := reflect.ValueOf(x)
	// 反射中使用Elem()方法获取指针对应的值
	if v.Elem().Kind() == reflect.Int64{
		v.Elem().SetInt(200)
	}
}
func main(){
	var a int64 = 100
	// reflectSetValue1(a)	// panic:relect:reflect.Value.SetInt using unaddressable value
	reflectSetValue2(&a)
	fmt.Println(a)	// 最后a的值重新设置成了200
}

五、结构体反射
5.1、与结构体相关的方法
任意值通过reflect.TypeOf()获得反射对象信息后，如果它的类型是结构体，可以通过反射值对象reflect.Type的NumField()方法获得结构体成员的详细信息。

reflect.Type 中与获取结构体成员相关的方法如下表所示。
方法 ----------------------说明----------------------
Field(i int) StructField 根据索引，返回索引对应的结构体字段的信息
NumField() int 返回结构体成员字段数量
FieldByName(name string)(StructField,bool) 根据给定字符串返回字符串对应的结构体字段的信息
FieldByIndex(index []int)StructField 多层成员访问时，根据[]int提供的每个结构体的字段索引，返回字段的信息
FieldByNameFunc(match func(string) bool) (StructField,bool) 根据传入的匹配函数匹配需要的字段
NumMethod() int 返回该类型的方法集中方法的数目
Method(int) Method 返回该类型方法计中的第i个方法
MethodByName(string)(Method,bool) 根据方法名返回该类型方法集中的方法

5.2、StructField类型
StructField类型用来描述结构体中的一个字段的信息。StructField的定义如下：

type StructField struct {
	// 参见http://golang.org/ref/spec#Uniqueness_of_identifiers
	Name	string	// Name 是字段的名字
	PkgPath	string	// PkgPath 是非导出字段的包路径，对导出字段该字段为“”
	Type	Type	// 字段的类型
	Tag		StructTag	// 字段的标签
	Offset	uintptr		// 字段在结构体中的字节偏移量
	Index	[]int		//	用于Type.FieldByIndex 时的索引切片
	Anonymous	bool	// 是否匿名字段
}

5.3、结构体反射示例
当我们使用反射得到一个结构体数据之后，可以通过索引依次获取其字段的信息，也可以通过字段名去获取指定的字段信息。

5.3.1、获取结构体属性，获取执行结构体的方法

package main
import (
	"fmt"
	"reflect"
)
// student 结构体
type Student struct {
	Name string `json:"name"`
	Age int 	`json:"age"`
	Score int 	`json:"score"`
}
func (s Student) GetInfo() string {
	var str = fmt.Sprintf("姓名：%v	年龄：%v	 成绩：%v", s.Name, s.Age, s.Score)
	fmt.Println(str)
	return str
}

func (s *Student) SetInfo(name string, age int, score int){
	s.Name = name
	s.Age = age
	s.Score = score
}

func (s *Student) Print(){
	fmt.Println("结构体的打印方法...")
}

// 打印字段
func PrintStructField(s interface{}){
	t := reflect.TypeOf(s)
	// v := reflect.ValueOf(s)
	kind := t.Kind()
	if t.Kind() != reflect.Struct && t.Elem().Kind != reflect.Struct {
		fmt.Println("传入的不是结构体")
		return
	}
	// 1.通过类型变量里面的Field可以获取结构体的字段
	field0 := t.Field(0)
	fmt.Println(field0.Name)
	fmt.Println(field0.Type)
	fmt.Println(field0.Tag.Get("json"))

	// 2.通过类型变量里面的FieldByName可以获取结构体的字段
	field1,_ := t.FieldByName("Age")
	fmt.Println(field1.Name)
	fmt.Println(field1.Type)
	fmt.Println(field1.Tag.Get("json"))

	// 3.获取到该结构体有几个字段
	num := t.NumField()
	fmt.Println("字段数量：", num)

}

// 方法
func PrintStructFn(s interface{}){
	t := reflect.TypeOf(s)
	v := reflect.ValueOf(s)

	if t.Kind() != reflect.Struct && t.Elem().Kind() != reflect.Struct {
		fmt.Println("传入的不是结构体")
		return
	}
	// 1.通过类型变量里面的Method可以获取结构体的方法
	var tMethod = t.Method(0)	// 注意
	fmt.Println(tMethod.Name)
	fmt.Println(tMethod.Type)

	// 2.通过类型变量获取这个结构体有多少个方法
	fmt.Println(t.NumMethod())

	// 3.执行方法（注意需要使用值变量，并且要注意参数）
	// v.Method(0).Call(nil)
	v.MethodByName("Print").Call(nil)

	// 4.执行方法传入参数（注意需要使用值变量，并且要注意参数）
	var params []reflect.Value	// 声明了 []reflect.Value
	params = append(params, reflect.ValueOf("张三"))
	params = append(params, reflect.ValueOf(22))
	params = append(params, reflect.ValueOf(100))
	v.MethodByName("SetInfo").Call(params)	// 传入的参数是[]reflect.Value，返回[]reflect.Value

	// 5.执行方法获取方法的值
	info := v.MethodByName("GetInfo").Call(nil)
	fmt.Println(info)

}

func main(){
	stu1 := Student{
		Name: "小明",
		Age: 15,
		Score: 98,
	}
	// PrintStructField(stu1)
	PrintStructFn(&stu1)
}

5.3.2、修改结构体方法

package main
import (
	"fmt"
	"reflect"
)

// student 结构体
type Student struct {
	Name string `json:"name"`
	Age int `json:"age"`
	Score int `json:"score"`
}
func (s Student) GetInfo() string {
	var str = fmt.Sprintf("姓名：%v	年龄：%v	成绩：%v", s.Name, s.Age, s.Score)
	return str
}

// 反射修改结构体属性
func reflectChangeStruct(s interface{}){
	t := reflect.TypeOf(s)
	v := reflect.ValueOf(s)

	if t.Elem().Kind() != reflect.Struct {
		fmt.Println("传入的不是结构体指针类型")
		return
	}
	name := v.Elem().FieldByName("Name")
	name.SetString("李四")	// 设置值

	age := v.Elem().FieldByName("Age")
	age.SetInt(20)	// 设置值

}

func main(){
	stu1 := Student{
		Name: "小明",
		Age: 15,
		Score: 98,
	}
	reflectChangeStruct(&stu1)
	fmt.Println(stu1.GetInfo())

}

六、不要乱用反射
反射是一个强大并富有表现力的工具，能让我们写出更灵活的代码。但是反射不应该被滥用，原因有以下两个。
1.基于反射的代码是极其脆弱的，反射中的类型错误会在真正运行的时候才会引发panic，那很可能是在代码写完的很长时间之后了。
2.大量使用反射的代码通常难以理解。

end
*/

package main

import (
	"fmt"
	"reflect"
)

//func main() {
//	var c rune
//	reflect.TypeOf(c)
//
//}

func reflectValue(x interface{}) {
	v := reflect.ValueOf(x)
	k := v.Kind()
	switch k {
	case reflect.Int64:
		// v.Int()从反射中获取整型的原始值
		fmt.Printf("type is int64, value is %d \n", v.Int())
	case reflect.Float32:
		// v.Float()从反射中获取浮点型的原始值
		fmt.Printf("type is float32, value is %f \n", v.Float())
	case reflect.Float64:
		// v.Float()从反射中获取浮点型的原始值
		fmt.Printf("type is float64,value is %f \n", v.Float())
	}
}

func main() {
	var a float32 = 3.14
	var b int64 = 100
	reflectValue(a) // type is float32, value is 3.140000
	reflectValue(b) // type is int64, value is 100
	// 将int类型的原始值转换为reflect.Value类型
	c := reflect.ValueOf(10)
	fmt.Printf("type c: %T \n", c) // type c: reflect.Value

}