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Go通關08:斷言、反射的理解與使用

2021-08-31 17:26:08 後端開發

介面斷言

提到介面斷言,我們先回顧下怎么實作介面?

  • 介面的實作者必須是一個具體型別
  • 型別定義的方法和介面里方法名、引數、回傳值都必須一致
  • 若介面有多個方法,那么要實作介面中的所有方法

對于空介面 interface{} ,因為它沒有定義任何的函式(方法),所以說Go中的所有型別都實作了空介面,

當一個函式的形參是 interface{} 時,意味著這個引數被自動的轉為interface{} 型別,在函式中,如果想得到引數的真實型別,就需要對形參進行斷言,

  • 型別斷言就是將介面型別的值x,轉換成型別T,格式為:x.(T)
  • 型別斷言x必須為介面型別
  • T可以是非介面型別,若想斷言合法,則T必須實作x的介面

語法格式:

//非安全型別斷言
<目標型別的值> := <運算式>.( 目標型別 )
// 安全型別斷言
<目標型別的值>,<布爾引數> := <運算式>.( 目標型別 )

示例

package main
import "fmt"

func whoAmi(a interface{}) {
    //1.不斷言
    //程式報錯:cannot convert a (type interface{}) to type string: need type assertion
    //fmt.Println(string(a)) 
  
    //2.非安全型別斷言
    //fmt.Println(a.(string)) //無塵
  
    //3.安全型別斷言
    value, ok := a.(string) //安全,斷言失敗,也不會panic,只是ok的值為false
    if !ok {
      fmt.Println("斷言失敗")
      return
    }
    fmt.Println(value)  //無塵
}
func main() {
    str := "無塵"
    whoAmi(str)
}

斷言還有一種形式,就是使用switch陳述句判斷介面的型別:

func whoAmi(a interface{}) {
    switch a.(type) {
    case bool:
		fmt.Printf("boolean: %t\n", a) // a has type bool
    case int:
		fmt.Printf("integer: %d\n", a) // a has type int
    case string:
		fmt.Printf("string: %s\n", a) // a has type string
    default:
    fmt.Printf("unexpected type %T", a) // %T prints whatever type a has
    }
}

反射

Go語言提供了一種機制,在運行時可以更新和檢查變數的值、呼叫變數的方法和變數支持的內在操作,但是在編譯時并不知道這些變數的具體型別,這種機制被稱為反射,

反射有何用

  • 上面我們提到空介面,它能接收任何東西
  • 但是怎么來判斷空介面變數存盤的是什么型別呢?上面介紹的型別斷言可以實作
  • 如果想獲取存盤變數的型別資訊和值資訊就需要使用到反射
  • 反射就是可以動態獲取變數型別資訊和值資訊的機制

reflect 包

反射是由reflect包來提供支持的,它提供兩種型別來訪問介面變數的內容,即Type 和 Value,
reflect包提供了兩個函式來獲取任意物件的Type 和 Value:

  1. func TypeOf(i interface{}) Type
  2. func ValueOf(i interface{}) Value
函式 作用
reflect.TypeOf() 獲取變數的型別資訊,如果為空則回傳nil
reflect.ValueOf() 獲取資料的值,如果為空則回傳0

示例:

package main
import (
  "fmt"
  "reflect"
)
func main() {
  var name string = "微客鳥窩"
  // TypeOf會回傳變數的型別,比如int/float/struct/指標等
	reflectType := reflect.TypeOf(name)

	// valueOf回傳變數的的值,此處為"微客鳥窩"
	reflectValue := reflect.ValueOf(name)

	fmt.Println("type: ", reflectType) //type:  string
	fmt.Println("value: ", reflectValue) //value:  微客鳥窩
}
  1. 函式 TypeOf 的回傳值 reflect.Type 實際上是一個介面,定義了很多方法來獲取型別相關的資訊:
type Type interface {
    // 所有的型別都可以呼叫下面這些函式

    // 此型別的變數對齊后所占用的位元組數
    Align() int
    
    // 如果是 struct 的欄位,對齊后占用的位元組數
    FieldAlign() int

    // 回傳型別方法集里的第 `i` (傳入的引數)個方法
    Method(int) Method

    // 通過名稱獲取方法
    MethodByName(string) (Method, bool)

    // 獲取型別方法集里匯出的方法個數
    NumMethod() int

    // 型別名稱
    Name() string

    // 回傳型別所在的路徑,如:encoding/base64
    PkgPath() string

    // 回傳型別的大小,和 unsafe.Sizeof 功能類似
    Size() uintptr

    // 回傳型別的字串表示形式
    String() string

    // 回傳型別的型別值
    Kind() Kind

    // 型別是否實作了介面 u
    Implements(u Type) bool

    // 是否可以賦值給 u
    AssignableTo(u Type) bool

    // 是否可以型別轉換成 u
    ConvertibleTo(u Type) bool

    // 型別是否可以比較
    Comparable() bool

    // 下面這些函式只有特定型別可以呼叫
    // 如:Key, Elem 兩個方法就只能是 Map 型別才能呼叫
    
    // 型別所占據的位數
    Bits() int

    // 回傳通道的方向,只能是 chan 型別呼叫
    ChanDir() ChanDir

    // 回傳型別是否是可變引數,只能是 func 型別呼叫
    // 比如 t 是型別 func(x int, y ... float64)
    // 那么 t.IsVariadic() == true
    IsVariadic() bool

    // 回傳內部子元素型別,只能由型別 Array, Chan, Map, Ptr, or Slice 呼叫
    Elem() Type

    // 回傳結構體型別的第 i 個欄位,只能是結構體型別呼叫
    // 如果 i 超過了總欄位數,就會 panic
    Field(i int) StructField

    // 回傳嵌套的結構體的欄位
    FieldByIndex(index []int) StructField

    // 通過欄位名稱獲取欄位
    FieldByName(name string) (StructField, bool)

    // FieldByNameFunc returns the struct field with a name
    // 回傳名稱符合 func 函式的欄位
    FieldByNameFunc(match func(string) bool) (StructField, bool)

    // 獲取函式型別的第 i 個引數的型別
    In(i int) Type

    // 回傳 map 的 key 型別,只能由型別 map 呼叫
    Key() Type

    // 回傳 Array 的長度,只能由型別 Array 呼叫
    Len() int

    // 回傳型別欄位的數量,只能由型別 Struct 呼叫
    NumField() int

    // 回傳函式型別的輸入引數個數
    NumIn() int

    // 回傳函式型別的回傳值個數
    NumOut() int

    // 回傳函式型別的第 i 個值的型別
    Out(i int) Type

    // 回傳型別結構體的相同部分
    common() *rtype
    
    // 回傳型別結構體的不同部分
    uncommon() *uncommonType
}
  1. 函式 TypeOf 的回傳值 reflect.Value 是一個結構體型別,Value 結構體定義了很多方法,通過這些方法可以直接操作 Value 欄位 ptr 所指向的實際資料:
// 設定切片的 len 欄位,如果型別不是切片,就會panic
 func (v Value) SetLen(n int)
 
 // 設定切片的 cap 欄位
 func (v Value) SetCap(n int)
 
 // 設定字典的 kv
 func (v Value) SetMapIndex(key, val Value)

 // 回傳切片、字串、陣列的索引 i 處的值
 func (v Value) Index(i int) Value
 
 // 根據名稱獲取結構體的內部欄位值
 func (v Value) FieldByName(name string) Value
 
 // ……

struct反射示例:

package main

import (
   "fmt"
   "reflect"
)

type Address struct {
 City string
}

type Person struct {
 Name string
 Age uint
 Address // 匿名欄位
}

func (p Person) Hello(){
   fmt.Println("我是無塵啊")
}

func main() {
   //p := Person{Name:"無塵",Age:18,Address:Address{City:"北京"}}  //map賦值
   p := Person{"無塵",18,Address{"北京"}}

   // 獲取目標物件
   t := reflect.TypeOf(p)
   fmt.Println("t:", t)
 
   // .Name()可以獲取去這個型別的名稱
   fmt.Println("型別的名稱:", t.Name())

   // 獲取目標物件的值型別
   v := reflect.ValueOf(p)
   fmt.Println("v:", v)
   
   // .NumField()獲取其包含的欄位的總數
   for i := 0; i < t.NumField(); i++ {
     // 從0開始獲取Person所包含的key
     key := t.Field(i)
     // interface方法來獲取key所對應的值
     value := v.Field(i).Interface()
     fmt.Printf("第%d個欄位是:%s:%v = %v \n", i+1, key.Name, key.Type, value)
   }
   // 取出這個City的詳情列印出來
   fmt.Printf("%#v\n", t.FieldByIndex([]int{2, 0}))
   // .NumMethod()來獲取Person里的方法
   for i:=0;i<t.NumMethod(); i++ {
     m := t.Method(i)
     fmt.Printf("第%d個方法是:%s:%v\n", i+1, m.Name, m.Type)
   }
}

運行結果:

t: main.Person
型別的名稱: Person
v: {無塵 18 {北京}}
第1個欄位是:Name:string = 無塵 
第2個欄位是:Age:uint = 18 
第3個欄位是:Address:main.Address = {北京} 
reflect.StructField{Name:"City", PkgPath:"", Type:(*reflect.rtype)(0x4cfe60), Tag:"", Offset:0x0, Index:[]int{0}, Anonymous:false}
第1個方法是:Hello:func(main.Person)
  1. 通過反射修改內容
package main

import (
	"reflect"
	"fmt"
)

type Person struct {
	Name string
	Age int
}

func main() {
	p := &Person{"無塵",18}
	v := reflect.ValueOf(p)

	// 修改值必須是指標型別
	if v.Kind() != reflect.Ptr {
		fmt.Println("非指標型別,不能進行修改")
		return
	}

	// 獲取指標所指向的元素
	v = v.Elem()
	// 獲取目標key的Value的封裝
	name := v.FieldByName("Name")

	if name.Kind() == reflect.String {
		name.SetString("wucs")
	}

	fmt.Printf("%#v \n", *p)


	// 如果是整型的話
	test := 666
	testV := reflect.ValueOf(&test)
	testV.Elem().SetInt(999)
	fmt.Println(test)
}

運行結果:

main.Person{Name:"wucs", Age:18} 
999
  1. 通過反射呼叫方法
package main

import (
	"fmt"
	"reflect"
)

type Person struct {
	Name string
	Age int
}

func (p Person) EchoName(name string){
	fmt.Println("我的名字是:", name)
}

func main() {
	p := Person{Name: "無塵",Age: 18}

	v := reflect.ValueOf(p)

	// 獲取方法控制權
	// 官方解釋:回傳v的名為name的方法的已系結(到v的持有值的)狀態的函式形式的Value封裝
	mv := v.MethodByName("EchoName")
	// 拼湊引數
	args := []reflect.Value{reflect.ValueOf("wucs")}

	// 呼叫函式
	mv.Call(args)
}

運行結果:

我的名字是: wucs

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