編程語言中反射的概念

在計算機科學領域，反射是指一類應用，它們能夠自描述和自控制。也就是說，這類應用通過采用某種機制來實現對自己行為的描述（self-representation）和監測（examination），并能根據自身行為的狀態和結果，調整或修改應用所描述行為的狀態和相關的語義。

每種語言的反射模型都不同，并且有些語言根本不支持反射。Golang語言實現了反射，反射機制就是在運行時動態的調用對象的方法和屬性，官方自帶的reflect包就是反射相關的，只要包含這個包就可以使用。

多插一句，Golang的gRPC也是通過反射實現的。

Golang的官方包 reflect 實現了運行時反射（run-time reflection）。運用得當，可謂威力無窮。今天，我們就來利用reflect進行方法的動態調用……

基本知識

首先，反射主要與 golang 的 interface 類型相關。一個 interface 類型的變量包含了兩個指針：一個指向變量的類型，另一個指向變量的值。最常用的莫過于這兩個函數：

func main(){
 s := "hello world"
 fmt.Println(reflect.ValueOf(s))  // hello world
 fmt.Println(reflect.TypeOf(s))  // string
}

其中,

• reflect.ValueOf() 返回值類型：reflect.Value
• reflect.TypeOf() 返回值類型：reflect.Type

創建變量

接下來，我們可以使用 reflect  來動態的創建變量：

func main(){
 var s string
 t := reflect.TypeOf(s)
 fmt.Println(t)         // string
 sptr := reflect.New(t)
 fmt.Printf("%s\n", sptr)    // %!s(*string=0xc00000e1e0)
}

需要留意， reflect.New() 返回的是一個 指針 ：

New returns a Value representing a pointer to a new zero value for the specified type. That is, the returned Value's Type is PtrTo(typ).

這時候，我們可以使用 reflect.Value.Elem() 來取得其實際的值：

sval := sptr.Elem()  // 返回值類型：reflect.Value

然后再將其轉為 interface 并做 type-assertion ：

ss := sval.interface().(string)
fmt.Println(ss)    // 空字符串

動態調用

假設我們已經定義了以下的 struct 并實現了相關的方法：

type M struct{}
type In struct{}
type Out struct{}
 
func (m *M) Example(in In) Out {
 return Out{}
}

然后我們就可以通過下面這種方式來進行調用了：

func main() {
 v := reflect.ValueOf(M{})
 m := v.MethodByName("Example")
 in := m.Type().In(0)
 out := m.Type().Out(0)
 fmt.Println(in, out)
    
 inVal := reflect.New(in).Elem()
    // 可以將 inVal 轉為interface后進行賦值之類的操作……
 rtn := m.Call([]reflect.Value{inVal})
 fmt.Println(rtn[0])
}

注冊方法

我們再定義一個保存 M 所有方法的 map struct ：

type Handler struct {
 Func  reflect.Value
 In   reflect.Type
 NumIn int
 Out  reflect.Type
 NumOut int
}

然后我們就可以來遍歷結構體 M 的所有方法了：

func main() {
 handlers := make(map[string]*Handler)
 v := reflect.ValueOf(M{})
 t := reflect.TypeOf(M{})
 for i := 0; i  v.NumMethod(); i++ {
 name := t.Method(i).Name
 // 可以根據 i 來獲取實例的方法，也可以用 v.MethodByName(name) 獲取 
 m := v.Method(i)
 // 這個例子我們只獲取第一個輸入參數和第一個返回參數
 in := m.Type().In(0)
 out := m.Type().Out(0)
 handlers[name] = Handler{
  Func:  m,
  In:   in,
  NumIn: m.Type().NumIn(),
  Out:  out,
  NumOut: m.Type().NumOut(),
 }
 }
}

Elem()

在學習 reflect 的過程中，我們發現 reflect.Value 和 reflect.Type 都提供了 Elem() 方法。

reflect.Value.Elem() 的作用已經在前面稍微提到了，主要就是返回一個 interface 或者 pointer 的值：

Elem returns the value that the interface v contains or that the pointer v points to. It panics if v's Kind is not Interface or Ptr. It returns the zero Value if v is nil.

reflect.Type.Elem() 的作用則是返回一個類型（如：Array，Map，Chan等）的元素的類型：

Elem returns a type's element type. It panics if the type's Kind is not Array, Chan, Map, Ptr, or Slice.

以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。