第十二章反射

Go语言提供了一种机制，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，这种机制称为反射（reflection）

• 为什么使用反射
• reflect.Type和reflect.Value

反射功能由reflect包提供，它定义了两个重要的类型：Type和Value。Type表示Go语言的一个类型，它是一个有很多方法的接口，这些方法可以用来识别类型以及透视类型的组成部分，比如一个结构的各个字段或者一个函数的各个参数。reflect.Type接口只有一个实现，即类型描述符，接口值中的动态类型也是类型描述符

7.5-->接口值：一个接口类型的值有两个部分：一个具体类型和该类型的一个值，二者称为接口的动态类型和动态值。对于像Go这样的静态类型语言，类型仅仅是一个编译时的概念，所以类型不是一个值。在我们的概念模型中，用类型描述符来提供每个类型的具体信息，比如它的名字和方法。对于一个接口值，类型部分就用对应的类型描述符来表述

reflect.TypeOf函数接受任何的interface{}参数，并且把接口中的动态类型以reflect.Type形式返回

t := reflect.TypeOf(3)

fmt.Println(t.String())//"int"

fmt.Println(t)//"int"

把一个具体值赋给一个接口类型时会发生一个隐式类型转换，转换会生成一个包含两部分内容的接口值：动态类型部分是操作数的类型（int），动态值部分是操作数的值（3）

因为reflect.TypeOf返回一个接口值对应的动态类型，所以它返回总是具体类型（而不是接口类型）

reflect.Type满足fmt.Stringer。因为输出一个接口值的动态类型在调试和日志中很常用，所以fmt.Printf提供了一个简写方式%T，内部实现就使用了reflect.TypeOf

reflect包的另一个重要类型就是value。reflect.Value可以包含一个任意类型的值

reflect.ValueOf函数接受任意的interface{}并将接口的动态值以reflect.Value的形式返回。与reflect.TypeOf类似，reflect.ValueOf的返回值也都是具体值，不过reflect.Value也可以包含一个接口值

reflect.ValueOf的逆操作是reflect.Value.Interface方法，它返回一个interface{}接口，与reflect.Value包含同一个具体值

reflect.TypeOf返回类型（reflect.Type）

reflect.ValueOf返回值（reflect.Value）

可以从reflect.Value获得类型

通过kind来判断类型

package format

import (
    "reflect"
    "strconv"
)

//Any把任何值格式化为一个字符串
func Any(value interface{}) string {
    return formatAtom(reflect.ValueOf(value))
}

//formatAtom格式化一个值，且不分析它的内部结构
func formatAtom(v reflect.Value) string {
    switch v.Kind() {
    case reflect.Invalid:
        return "invalid"
    case reflect.Int, reflect.Int8, reflect.Int16, reflect.Int32, reflect.Int64:
        return strconv.FormatInt(v.Int(), 10)
    case reflect.Uint, reflect.Uint8, reflect.Uint16, reflect.Uint32, reflect.Uint64,reflect.Uintptr:
        return strconv.FormatUint(v.Uint(), 10)
    case reflect.Bool:
        return strconv.FormatBool(v.Bool())
    case reflect.String:
        return strconv.Quote(v.String())
    case reflect.Chan, reflect.Func, reflect.Ptr, reflect.Slice, reflect.Map:
        return v.Type().String() + "0x" +
            strconv.FormatUint(uint64(v.Pointer()), 16)
    default:
        return v.Type().String() + "value"
    }
}

func TestTypeAndValue(t *testing.T) {
    var f int64 = 10
    t.Log(reflect.TypeOf(f), reflect.ValueOf(f))
    t.Log(reflect.ValueOf(f).Type())
}

func CheckType(v interface{}) {
    t := reflect.TypeOf(v)
    switch t.Kind(){
    case reflect.Float32, reflect.Float64:
        fmt.Println("Float")
    case reflect.Int, reflect.Int32, reflect.Int64:
        fmt.Println("Integer")
    default:
        fmt.Println("Unknown", t)
    }
}

func TestBasixType(t *testing.T) {
    var f float64 = 12
    CheckType(f)
}

• Display：一个递归的值显示器

Display函数对给定的任意一个复杂值x，输出这个复杂值的完整结构，并对找到的每个元素标上这个元素的路径

func Dispaly(name string, x interface{}) {
    fmt.Printf("Display %s (%T):
", name, x)
    display(name, reflect.ValueOf(x))
}

在display中，我们使用之前定义的formatAtom函数来输出基础值（基础类型、函数和通道），使用reflect.Value的一些方法来递归展示复杂类型的每个组成部分。当递归深入时，path字符串会增长，以表示如何找到当前值

func display(path string, v reflect.Value) {
    switch v.Kind() {
    case reflect.Invalid:
        fmt.Println("%s = invalid
", path)
    case reflect.Slice, reflect.Array:
        for i := 0; i < v.Len(); i++ {
            display(fmt.Sprintf("%s[%d]", path, i), v.Index(i))
        }
    }
}

•  利用反射编写灵活的代码

按名字访问结构的成员  reflect.ValueOf(*e).FieldByName("Name")

按名字访问结构的方法  reflect.ValueOf(e).MethodByName("UpdateAge").Call([]reflect.Value{reflect.ValueOf(1)})

type Employee struct {
    EmployeeID     string
    Name           string `format:"normal"`
    Age            int
}

//结构体tag  `format:"normal"`

func (e *Employee) UpdateAge(newVal int) {
    e.Age = newVal
}

type Customer struct {
    cookieID  string
    Name      string
    Age         int
}

func TestInvokeByName(t *testing.T) {
    e := &Employee{"1", "Mike", 30}

    //按名字获取成员
    t.Logf("Name: value(%[1]v), Type(%[1]T)", reflect.ValueOf(*e).FieldByName("Name"))
    if nameField, ok := reflect.TypeOf(*e).FieldByName("Name"); !ok {
        t.Error("Failed to get 'Name' field.")
    } else {
        t.Log("Tag: format", nameField.Tag.Get("format"))
    }
    reflect.ValueOf(e).MethodByName("UpdateAge").Call([]reflect.Value{reflect.ValueOf(1)})
    t.Log("Updated Age:", e)
}

• 按名字访问结构的成员
• 万能程序

DeepEqual  比较切片和map？

func TestDeepEqual(t *testing.T) {
    a := map[int]string{1: "one", 2: "two", 3: "three"}
    b := map[int]string{1: "one", 2: "two", 4: "three"}
    fmt.Println(reflect.DeepEqual(a, b))

    s1 := []int{1, 2, 3}
    s2 := []int{1, 2, 3}
    s3 := []int{2, 3, 1}
    t.Log("s1 == s2?", reflect.DeepEqual(s1, s2))
    t.Log("s1 == s3?", reflect.DeepEqual(s1, s3))

}

func TestFillNameAndAge(t *testing.T) {
    settings := map[string]interface{}{"Name": "Mike", "Age": 40}
    e := Employee{}
    if err := fillBySettings(&e, settings); err != nil {
        t.Fatal(err)
    }
    t.Log(e)
    c := new(Customer)
    if err := fillBySettings(c, settings); err != nil{
        t.Fatal(err)
    }
    t.Log(*c)
}

func fillBySettings(st interface{}, settings map[string]interface{}) error {
    //Elem()获得指针指向的结构
    if reflect.TypeOf(st).Elem().Kind() != reflect.Struct{
        return errors.New("the first param should be a pointer to the struct type")
    }

    if settings == nil {
        return errors.New("settings is nil")
    }
    
    for k, v := range settings {
        if field, ok = (reflect.ValueOf(st)).Elem().Type().FieldByName(k); !ok {
            continue
        }
        if field.Type == reflect.TypeOf(v) {
            vstr := reflect.ValueOf(st)
            vstr = vstr.Elem()
            vstr.FieldByName(k).Set(reflect.ValueOf(v))
        }
    }
    return nil
}

• 不安全编程

Unsafe

"不安全"行为的危险性

i := 10
f := *(*float64)(unsafe.Poniter(&i))

• 示例：编码S表达式
• 使用reflect.Value来设置值

反射如何改变值？

一个变量是一个可寻址的存储区域，其中包含了一个值，并且它的值可以通过这个地址来更新

通过reflect.ValueOf(x)返回的reflect.Value都是不可寻址的

调用reflect.ValueOf(&x).Elem()可以获得任意变量x可寻址的Value值

可以通过变量的CanAddr方法来询问reflect.Value变量是否可寻址

可以通过一个指针来间接获取一个可寻址的reflect.Value，即使这个指针是不可寻址的

从一个可寻址的reflect.Value()获取变量需要三步

首先，调用Addr()，返回一个Value，其中包含一个指向变量的指针

接下来，在这个Value上调用Interface()，会返回一个包含这个指针的interface{}值

最后，如果知道变量的类型，可以使用类型断言来把接口内容转换为一个普通指针

之后就可以通过这个指针来更新变量

还可以直接通过可寻址的reflect.Value来更新变量，不用通过指针，而是直接调用reflect.Value.Set方法

• 示例：解码S表达式
• 访问结构体字段标签
• 显示类型的方法
• 注意事项