12.2. reflect.Type和reflect.Value

反射是由 reflect 包提供支持. 它定義了兩個重要的類型, Type 和 Value. 一個 Type 表示一個Go類型. 它是一個接口, 有許多方法來區分類型和檢査它們的組件, 例如一個結構體的成員或一個函數的參數等. 唯一能反映 reflect.Type 實現的是接口的類型描述信息(§7.5), 同樣的實體標識了動態類型的接口值.

函數 reflect.TypeOf 接受任意的 interface{} 類型, 併返迴對應動態類型的reflect.Type:

t := reflect.TypeOf(3)  // a reflect.Type
fmt.Println(t.String()) // "int"
fmt.Println(t)          // "int"

其中 TypeOf(3) 調用將值 3 作爲 interface{} 類型參數傳入. 迴到 7.5節 的將一個具體的值轉爲接口類型會有一個隱式的接口轉換操作, 它會創建一個包含兩個信息的接口值: 操作數的動態類型(這里是int)和它的動態的值(這里是3).

因爲 reflect.TypeOf 返迴的是一個動態類型的接口值, 它總是返迴具體的類型. 因此, 下面的代碼將打印 "*os.File" 而不是 "io.Writer". 稍後, 我們將看到 reflect.Type 是具有識别接口類型的表達方式功能的.

var w io.Writer = os.Stdout
fmt.Println(reflect.TypeOf(w)) // "*os.File"

要註意的是 reflect.Type 接口是滿足 fmt.Stringer 接口的. 因爲打印動態類型值對於調試和日誌是有幫助的, fmt.Printf 提供了一個簡短的 %T 標誌參數, 內部使用 reflect.TypeOf 的結果輸出:

fmt.Printf("%T\n", 3) // "int"

reflect 包中另一個重要的類型是 Value. 一個 reflect.Value 可以持有一個任意類型的值. 函數 reflect.ValueOf 接受任意的 interface{} 類型, 併返迴對應動態類型的reflect.Value. 和 reflect.TypeOf 類似, reflect.ValueOf 返迴的結果也是對於具體的類型, 但是 reflect.Value 也可以持有一個接口值.

v := reflect.ValueOf(3) // a reflect.Value
fmt.Println(v)          // "3"
fmt.Printf("%v\n", v)   // "3"
fmt.Println(v.String()) // NOTE: "<int Value>"

和 reflect.Type 類似, reflect.Value 也滿足 fmt.Stringer 接口, 但是除非 Value 持有的是字符串, 否則 String 隻是返迴具體的類型. 相同, 使用 fmt 包的 %v 標誌參數, 將使用 reflect.Values 的結果格式化.

調用 Value 的 Type 方法將返迴具體類型所對應的 reflect.Type:

t := v.Type()           // a reflect.Type
fmt.Println(t.String()) // "int"

逆操作是調用 reflect.ValueOf 對應的 reflect.Value.Interface 方法. 它返迴一個 interface{} 類型表示 reflect.Value 對應類型的具體值:

v := reflect.ValueOf(3) // a reflect.Value
x := v.Interface()      // an interface{}
i := x.(int)            // an int
fmt.Printf("%d\n", i)   // "3"

一個 reflect.Value 和 interface{} 都能保存任意的值. 所不同的是, 一個空的接口隱藏了值對應的表示方式和所有的公開的方法, 因此隻有我們知道具體的動態類型才能使用類型斷言來訪問內部的值(就像上面那樣), 對於內部值併沒有特别可做的事情. 相比之下, 一個 Value 則有很多方法來檢査其內容, 無論它的具體類型是什麽. 讓我們再次嚐試實現我們的格式化函數 format.Any.

我們使用 reflect.Value 的 Kind 方法來替代之前的類型 switch. 雖然還是有無窮多的類型, 但是它們的kinds類型卻是有限的: Bool, String 和 所有數字類型的基礎類型; Array 和 Struct 對應的聚合類型; Chan, Func, Ptr, Slice, 和 Map 對應的引用類似; 接口類型; 還有表示空值的無效類型. (空的 reflect.Value 對應 Invalid 無效類型.)

gopl.io/ch12/format
package format

import (
    "reflect"
    "strconv"
)

// Any formats any value as a string.
func Any(value interface{}) string {
    return formatAtom(reflect.ValueOf(value))
}

// formatAtom formats a value without inspecting its internal structure.
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)
    // ...floating-point and complex cases omitted for brevity...
    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: // reflect.Array, reflect.Struct, reflect.Interface
        return v.Type().String() + " value"
    }
}

到目前未知, 我們的函數將每個值視作一個不可分割沒有內部結構的, 因此它叫 formatAtom. 對於聚合類型(結構體和數組)個接口隻是打印類型的值, 對於引用類型(channels, functions, pointers, slices, 和 maps), 它十六進製打印類型的引用地址. 雖然還不夠理想, 但是依然是一個重大的進步, 併且 Kind 隻關心底層表示, format.Any 也支持新命名的類型. 例如:

var x int64 = 1
var d time.Duration = 1 * time.Nanosecond
fmt.Println(format.Any(x))                  // "1"
fmt.Println(format.Any(d))                  // "1"
fmt.Println(format.Any([]int64{x}))         // "[]int64 0x8202b87b0"
fmt.Println(format.Any([]time.Duration{d})) // "[]time.Duration 0x8202b87e0"