Go学习笔记-Reflection

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package main

import (
    "fmt"
    "reflect"
    "time"
)

// 1. 基本反射操作
func basicReflection() {
    fmt.Println("=== 基本反射操作 ===")
    
    var x float64 = 3.14
    var s string = "hello"
    var b bool = true
    
    // 获取类型信息
    fmt.Printf("x的类型: %v\n", reflect.TypeOf(x))
    fmt.Printf("s的类型: %v\n", reflect.TypeOf(s))
    fmt.Printf("b的类型: %v\n", reflect.TypeOf(b))
    
    // 获取值信息
    fmt.Printf("x的值: %v\n", reflect.ValueOf(x))
    fmt.Printf("s的值: %v\n", reflect.ValueOf(s))
    fmt.Printf("b的值: %v\n", reflect.ValueOf(b))
    
    // 获取类型的种类
    fmt.Printf("x的种类: %v\n", reflect.TypeOf(x).Kind())
    fmt.Printf("s的种类: %v\n", reflect.TypeOf(s).Kind())
    fmt.Printf("b的种类: %v\n", reflect.TypeOf(b).Kind())
    
    // 从反射值获取接口值
    v := reflect.ValueOf(x)
    fmt.Printf("从反射值获取: %v (类型: %T)\n", v.Interface(), v.Interface())
}

// 2. 反射修改值
func reflectionModification() {
    fmt.Println("\n=== 反射修改值 ===")
    
    var x float64 = 3.14
    fmt.Printf("修改前: %v\n", x)
    
    // 获取指针的反射值
    v := reflect.ValueOf(&x)
    fmt.Printf("指针类型: %v\n", v.Type())
    fmt.Printf("指针种类: %v\n", v.Kind())
    
    // 获取指针指向的元素
    elem := v.Elem()
    fmt.Printf("元素类型: %v\n", elem.Type())
    fmt.Printf("元素种类: %v\n", elem.Kind())
    fmt.Printf("是否可设置: %v\n", elem.CanSet())
    
    // 修改值
    if elem.CanSet() {
        elem.SetFloat(2.71)
        fmt.Printf("修改后: %v\n", x)
    }
    
    // 字符串修改示例
    var str string = "hello"
    strPtr := reflect.ValueOf(&str)
    strElem := strPtr.Elem()
    
    if strElem.CanSet() {
        strElem.SetString("world")
        fmt.Printf("字符串修改后: %v\n", str)
    }
}

// 3. 切片和数组反射
func sliceArrayReflection() {
    fmt.Println("\n=== 切片和数组反射 ===")
    
    // 切片反射
    slice := []int{1, 2, 3, 4, 5}
    sliceValue := reflect.ValueOf(slice)
    
    fmt.Printf("切片类型: %v\n", sliceValue.Type())
    fmt.Printf("切片长度: %d\n", sliceValue.Len())
    fmt.Printf("切片容量: %d\n", sliceValue.Cap())
    
    // 遍历切片元素
    fmt.Print("切片元素: ")
    for i := 0; i < sliceValue.Len(); i++ {
        elem := sliceValue.Index(i)
        fmt.Printf("%v ", elem.Interface())
    }
    fmt.Println()
    
    // 修改切片元素
    slicePtr := reflect.ValueOf(&slice)
    sliceElem := slicePtr.Elem()
    
    if sliceElem.Index(0).CanSet() {
        sliceElem.Index(0).SetInt(100)
        fmt.Printf("修改后的切片: %v\n", slice)
    }
    
    // 数组反射
    array := [3]string{"a", "b", "c"}
    arrayValue := reflect.ValueOf(array)
    
    fmt.Printf("数组类型: %v\n", arrayValue.Type())
    fmt.Printf("数组长度: %d\n", arrayValue.Len())
    
    fmt.Print("数组元素: ")
    for i := 0; i < arrayValue.Len(); i++ {
        elem := arrayValue.Index(i)
        fmt.Printf("%v ", elem.Interface())
    }
    fmt.Println()
}

// 4. 映射反射
func mapReflection() {
    fmt.Println("\n=== 映射反射 ===")
    
    m := map[string]int{
        "apple":  5,
        "banana": 3,
        "cherry": 8,
    }
    
    mapValue := reflect.ValueOf(m)
    fmt.Printf("映射类型: %v\n", mapValue.Type())
    fmt.Printf("映射长度: %d\n", mapValue.Len())
    
    // 获取所有键
    keys := mapValue.MapKeys()
    fmt.Print("映射键: ")
    for _, key := range keys {
        fmt.Printf("%v ", key.Interface())
    }
    fmt.Println()
    
    // 遍历映射
    fmt.Println("映射内容:")
    for _, key := range keys {
        value := mapValue.MapIndex(key)
        fmt.Printf("  %v: %v\n", key.Interface(), value.Interface())
    }
    
    // 设置映射值
    mapPtr := reflect.ValueOf(&m)
    mapElem := mapPtr.Elem()
    
    newKey := reflect.ValueOf("date")
    newValue := reflect.ValueOf(12)
    mapElem.SetMapIndex(newKey, newValue)
    
    fmt.Printf("添加新元素后: %v\n", m)
    
    // 删除映射元素
    deleteKey := reflect.ValueOf("banana")
    mapElem.SetMapIndex(deleteKey, reflect.Value{})
    
    fmt.Printf("删除元素后: %v\n", m)
}

func main() {
    basicReflection()
    reflectionModification()
    sliceArrayReflection()
    mapReflection()
}

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package main

import (
    "fmt"
    "reflect"
    "strings"
)

// 1. 示例结构体
type Person struct {
    Name    string `json:"name" validate:"required"`
    Age     int    `json:"age" validate:"min=0,max=150"`
    Email   string `json:"email" validate:"email"`
    Address Address `json:"address"`
    private string  // 私有字段
}

type Address struct {
    Street  string `json:"street"`
    City    string `json:"city"`
    Country string `json:"country"`
}

// 2. 结构体字段反射
func structFieldReflection() {
    fmt.Println("=== 结构体字段反射 ===")
    
    person := Person{
        Name:  "张三",
        Age:   30,
        Email: "zhangsan@example.com",
        Address: Address{
            Street:  "中关村大街1号",
            City:    "北京",
            Country: "中国",
        },
        private: "私有数据",
    }
    
    personType := reflect.TypeOf(person)
    personValue := reflect.ValueOf(person)
    
    fmt.Printf("结构体类型: %v\n", personType)
    fmt.Printf("字段数量: %d\n", personType.NumField())
    
    // 遍历所有字段
    for i := 0; i < personType.NumField(); i++ {
        field := personType.Field(i)
        value := personValue.Field(i)
        
        fmt.Printf("字段 %d:\n", i)
        fmt.Printf("  名称: %s\n", field.Name)
        fmt.Printf("  类型: %v\n", field.Type)
        fmt.Printf("  标签: %s\n", field.Tag)
        
        // 检查字段是否可导出
        if value.CanInterface() {
            fmt.Printf("  值: %v\n", value.Interface())
        } else {
            fmt.Printf("  值: <不可访问>\n")
        }
        
        // 获取特定标签
        if jsonTag := field.Tag.Get("json"); jsonTag != "" {
            fmt.Printf("  JSON标签: %s\n", jsonTag)
        }
        
        if validateTag := field.Tag.Get("validate"); validateTag != "" {
            fmt.Printf("  验证标签: %s\n", validateTag)
        }
        
        fmt.Println()
    }
}

// 3. 按名称访问字段
func fieldByName() {
    fmt.Println("=== 按名称访问字段 ===")
    
    person := Person{
        Name: "李四",
        Age:  25,
        Email: "lisi@example.com",
    }
    
    personValue := reflect.ValueOf(person)
    personType := reflect.TypeOf(person)
    
    // 按名称获取字段
    fieldNames := []string{"Name", "Age", "Email", "Address"}
    
    for _, fieldName := range fieldNames {
        if field, found := personType.FieldByName(fieldName); found {
            value := personValue.FieldByName(fieldName)
            
            fmt.Printf("字段 %s:\n", fieldName)
            fmt.Printf("  类型: %v\n", field.Type)
            
            if value.CanInterface() {
                fmt.Printf("  值: %v\n", value.Interface())
            }
        } else {
            fmt.Printf("字段 %s 不存在\n", fieldName)
        }
    }
}

// 4. 修改结构体字段
func modifyStructFields() {
    fmt.Println("\n=== 修改结构体字段 ===")
    
    person := Person{
        Name: "王五",
        Age:  28,
        Email: "wangwu@example.com",
    }
    
    fmt.Printf("修改前: %+v\n", person)
    
    // 获取指针的反射值
    personPtr := reflect.ValueOf(&person)
    personElem := personPtr.Elem()
    
    // 修改Name字段
    nameField := personElem.FieldByName("Name")
    if nameField.IsValid() && nameField.CanSet() {
        nameField.SetString("王五(已修改)")
    }
    
    // 修改Age字段
    ageField := personElem.FieldByName("Age")
    if ageField.IsValid() && ageField.CanSet() {
        ageField.SetInt(30)
    }
    
    // 修改嵌套结构体
    addressField := personElem.FieldByName("Address")
    if addressField.IsValid() && addressField.CanSet() {
        newAddress := Address{
            Street:  "朝阳路100号",
            City:    "北京",
            Country: "中国",
        }
        addressField.Set(reflect.ValueOf(newAddress))
    }
    
    fmt.Printf("修改后: %+v\n", person)
}

// 5. 结构体标签处理
func structTagProcessing() {
    fmt.Println("\n=== 结构体标签处理 ===")
    
    personType := reflect.TypeOf(Person{})
    
    for i := 0; i < personType.NumField(); i++ {
        field := personType.Field(i)
        
        fmt.Printf("字段: %s\n", field.Name)
        
        // 解析JSON标签
        if jsonTag := field.Tag.Get("json"); jsonTag != "" {
            parts := strings.Split(jsonTag, ",")
            jsonName := parts[0]
            fmt.Printf("  JSON名称: %s\n", jsonName)
            
            if len(parts) > 1 {
                fmt.Printf("  JSON选项: %v\n", parts[1:])
            }
        }
        
        // 解析验证标签
        if validateTag := field.Tag.Get("validate"); validateTag != "" {
            rules := strings.Split(validateTag, ",")
            fmt.Printf("  验证规则:\n")
            
            for _, rule := range rules {
                if strings.Contains(rule, "=") {
                    parts := strings.Split(rule, "=")
                    fmt.Printf("    %s: %s\n", parts[0], parts[1])
                } else {
                    fmt.Printf("    %s\n", rule)
                }
            }
        }
        
        fmt.Println()
    }
}

// 6. 动态创建结构体实例
func dynamicStructCreation() {
    fmt.Println("=== 动态创建结构体实例 ===")
    
    // 获取Person类型
    personType := reflect.TypeOf(Person{})
    
    // 创建新实例
    personValue := reflect.New(personType).Elem()
    
    // 设置字段值
    personValue.FieldByName("Name").SetString("动态创建")
    personValue.FieldByName("Age").SetInt(35)
    personValue.FieldByName("Email").SetString("dynamic@example.com")
    
    // 创建嵌套结构体
    addressType := reflect.TypeOf(Address{})
    addressValue := reflect.New(addressType).Elem()
    addressValue.FieldByName("Street").SetString("动态街道")
    addressValue.FieldByName("City").SetString("动态城市")
    addressValue.FieldByName("Country").SetString("动态国家")
    
    personValue.FieldByName("Address").Set(addressValue)
    
    // 获取创建的实例
    person := personValue.Interface().(Person)
    fmt.Printf("动态创建的实例: %+v\n", person)
}

// 7. 结构体比较
func structComparison() {
    fmt.Println("\n=== 结构体比较 ===")
    
    person1 := Person{Name: "张三", Age: 30}
    person2 := Person{Name: "张三", Age: 30}
    person3 := Person{Name: "李四", Age: 25}
    
    // 使用反射比较结构体
    compareStructs := func(a, b interface{}) bool {
        va := reflect.ValueOf(a)
        vb := reflect.ValueOf(b)
        
        if va.Type() != vb.Type() {
            return false
        }
        
        return reflect.DeepEqual(a, b)
    }
    
    fmt.Printf("person1 == person2: %t\n", compareStructs(person1, person2))
    fmt.Printf("person1 == person3: %t\n", compareStructs(person1, person3))
    
    // 字段级比较
    compareFields := func(a, b interface{}, fieldName string) bool {
        va := reflect.ValueOf(a)
        vb := reflect.ValueOf(b)
        
        fieldA := va.FieldByName(fieldName)
        fieldB := vb.FieldByName(fieldName)
        
        if !fieldA.IsValid() || !fieldB.IsValid() {
            return false
        }
        
        return reflect.DeepEqual(fieldA.Interface(), fieldB.Interface())
    }
    
    fmt.Printf("person1.Name == person2.Name: %t\n", 
        compareFields(person1, person2, "Name"))
    fmt.Printf("person1.Age == person3.Age: %t\n", 
        compareFields(person1, person3, "Age"))
}

func main() {
    structFieldReflection()
    fieldByName()
    modifyStructFields()
    structTagProcessing()
    dynamicStructCreation()
    structComparison()
}

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package main

import (
    "fmt"
    "reflect"
    "strings"
)

// 1. 示例类型和方法
type Calculator struct {
    result float64
}

func (c *Calculator) Add(a, b float64) float64 {
    c.result = a + b
    return c.result
}

func (c *Calculator) Multiply(a, b float64) float64 {
    c.result = a * b
    return c.result
}

func (c Calculator) GetResult() float64 {
    return c.result
}

func (c *Calculator) Reset() {
    c.result = 0
}

func (c Calculator) String() string {
    return fmt.Sprintf("Calculator{result: %.2f}", c.result)
}

// 2. 方法反射
func methodReflection() {
    fmt.Println("=== 方法反射 ===")
    
    calc := &Calculator{}
    calcType := reflect.TypeOf(calc)
    calcValue := reflect.ValueOf(calc)
    
    fmt.Printf("类型: %v\n", calcType)
    fmt.Printf("方法数量: %d\n", calcType.NumMethod())
    
    // 遍历所有方法
    for i := 0; i < calcType.NumMethod(); i++ {
        method := calcType.Method(i)
        fmt.Printf("方法 %d: %s\n", i, method.Name)
        fmt.Printf("  类型: %v\n", method.Type)
        fmt.Printf("  输入参数数量: %d\n", method.Type.NumIn())
        fmt.Printf("  输出参数数量: %d\n", method.Type.NumOut())
        
        // 打印参数类型
        for j := 0; j < method.Type.NumIn(); j++ {
            fmt.Printf("    输入参数 %d: %v\n", j, method.Type.In(j))
        }
        
        for j := 0; j < method.Type.NumOut(); j++ {
            fmt.Printf("    输出参数 %d: %v\n", j, method.Type.Out(j))
        }
        
        fmt.Println()
    }
    
    // 按名称获取方法
    if method := calcValue.MethodByName("Add"); method.IsValid() {
        fmt.Println("找到Add方法")
        
        // 调用方法
        args := []reflect.Value{
            reflect.ValueOf(10.0),
            reflect.ValueOf(20.0),
        }
        
        results := method.Call(args)
        if len(results) > 0 {
            fmt.Printf("Add(10, 20) = %v\n", results[0].Interface())
        }
    }
}

// 3. 动态方法调用
func dynamicMethodCall() {
    fmt.Println("\n=== 动态方法调用 ===")
    
    calc := &Calculator{}
    calcValue := reflect.ValueOf(calc)
    
    // 定义要调用的方法和参数
    methodCalls := []struct {
        methodName string
        args       []interface{}
    }{
        {"Add", []interface{}{5.0, 3.0}},
        {"Multiply", []interface{}{4.0, 6.0}},
        {"Reset", []interface{}{}},
        {"Add", []interface{}{1.0, 2.0}},
    }
    
    for _, call := range methodCalls {
        method := calcValue.MethodByName(call.methodName)
        if !method.IsValid() {
            fmt.Printf("方法 %s 不存在\n", call.methodName)
            continue
        }
        
        // 准备参数
        args := make([]reflect.Value, len(call.args))
        for i, arg := range call.args {
            args[i] = reflect.ValueOf(arg)
        }
        
        // 调用方法
        fmt.Printf("调用 %s(%v)\n", call.methodName, call.args)
        results := method.Call(args)
        
        // 处理返回值
        if len(results) > 0 {
            fmt.Printf("  返回值: %v\n", results[0].Interface())
        }
        
        // 显示当前状态
        if getResult := calcValue.MethodByName("GetResult"); getResult.IsValid() {
            currentResult := getResult.Call(nil)
            fmt.Printf("  当前结果: %v\n", currentResult[0].Interface())
        }
        
        fmt.Println()
    }
}

// 4. 接口反射
func interfaceReflection() {
    fmt.Println("=== 接口反射 ===")
    
    var stringer fmt.Stringer = &Calculator{result: 42.0}
    
    stringerValue := reflect.ValueOf(stringer)
    stringerType := reflect.TypeOf(stringer)
    
    fmt.Printf("接口类型: %v\n", stringerType)
    fmt.Printf("接口种类: %v\n", stringerType.Kind())
    
    // 获取接口的具体类型
    concreteType := stringerValue.Elem().Type()
    fmt.Printf("具体类型: %v\n", concreteType)
    
    // 调用接口方法
    if method := stringerValue.MethodByName("String"); method.IsValid() {
        result := method.Call(nil)
        fmt.Printf("String() = %v\n", result[0].Interface())
    }
    
    // 类型断言
    if stringerValue.Type().Implements(reflect.TypeOf((*fmt.Stringer)(nil)).Elem()) {
        fmt.Println("实现了fmt.Stringer接口")
    }
}

// 5. 函数反射
func functionReflection() {
    fmt.Println("\n=== 函数反射 ===")
    
    // 定义一些函数
    add := func(a, b int) int { return a + b }
    multiply := func(a, b float64) float64 { return a * b }
    greet := func(name string) string { return "Hello, " + name }
    
    functions := map[string]interface{}{
        "add":      add,
        "multiply": multiply,
        "greet":    greet,
    }
    
    for name, fn := range functions {
        fnValue := reflect.ValueOf(fn)
        fnType := reflect.TypeOf(fn)
        
        fmt.Printf("函数 %s:\n", name)
        fmt.Printf("  类型: %v\n", fnType)
        fmt.Printf("  种类: %v\n", fnType.Kind())
        fmt.Printf("  输入参数数量: %d\n", fnType.NumIn())
        fmt.Printf("  输出参数数量: %d\n", fnType.NumOut())
        
        // 根据函数类型调用
        switch name {
        case "add":
            args := []reflect.Value{
                reflect.ValueOf(10),
                reflect.ValueOf(20),
            }
            results := fnValue.Call(args)
            fmt.Printf("  add(10, 20) = %v\n", results[0].Interface())
            
        case "multiply":
            args := []reflect.Value{
                reflect.ValueOf(3.14),
                reflect.ValueOf(2.0),
            }
            results := fnValue.Call(args)
            fmt.Printf("  multiply(3.14, 2.0) = %v\n", results[0].Interface())
            
        case "greet":
            args := []reflect.Value{
                reflect.ValueOf("World"),
            }
            results := fnValue.Call(args)
            fmt.Printf("  greet(\"World\") = %v\n", results[0].Interface())
        }
        
        fmt.Println()
    }
}

// 6. 反射性能考虑
func reflectionPerformance() {
    fmt.Println("=== 反射性能考虑 ===")
    
    calc := &Calculator{}
    
    // 直接调用
    start := time.Now()
    for i := 0; i < 1000000; i++ {
        calc.Add(1.0, 2.0)
    }
    directTime := time.Since(start)
    
    // 反射调用
    calcValue := reflect.ValueOf(calc)
    addMethod := calcValue.MethodByName("Add")
    args := []reflect.Value{
        reflect.ValueOf(1.0),
        reflect.ValueOf(2.0),
    }
    
    start = time.Now()
    for i := 0; i < 1000000; i++ {
        addMethod.Call(args)
    }
    reflectTime := time.Since(start)
    
    fmt.Printf("直接调用耗时: %v\n", directTime)
    fmt.Printf("反射调用耗时: %v\n", reflectTime)
    fmt.Printf("反射开销: %.2fx\n", float64(reflectTime)/float64(directTime))
}

// 7. 实用反射工具函数
func utilityFunctions() {
    fmt.Println("\n=== 实用反射工具函数 ===")
    
    // 检查是否为零值
    isZeroValue := func(v interface{}) bool {
        value := reflect.ValueOf(v)
        zero := reflect.Zero(value.Type())
        return reflect.DeepEqual(value.Interface(), zero.Interface())
    }
    
    fmt.Printf("isZeroValue(0): %t\n", isZeroValue(0))
    fmt.Printf("isZeroValue(42): %t\n", isZeroValue(42))
    fmt.Printf("isZeroValue(\"\"): %t\n", isZeroValue(""))
    fmt.Printf("isZeroValue(\"hello\"): %t\n", isZeroValue("hello"))
    
    // 获取类型名称
    getTypeName := func(v interface{}) string {
        t := reflect.TypeOf(v)
        if t.Kind() == reflect.Ptr {
            return "*" + t.Elem().Name()
        }
        return t.Name()
    }
    
    calc := &Calculator{}
    fmt.Printf("getTypeName(calc): %s\n", getTypeName(calc))
    fmt.Printf("getTypeName(42): %s\n", getTypeName(42))
    fmt.Printf("getTypeName(\"hello\"): %s\n", getTypeName("hello"))
    
    // 深度拷贝
    deepCopy := func(src interface{}) interface{} {
        srcValue := reflect.ValueOf(src)
        if srcValue.Kind() == reflect.Ptr {
            srcValue = srcValue.Elem()
        }
        
        dstValue := reflect.New(srcValue.Type()).Elem()
        dstValue.Set(srcValue)
        
        return dstValue.Interface()
    }
    
    original := Calculator{result: 42.0}
    copied := deepCopy(original).(Calculator)
    
    fmt.Printf("原始: %+v\n", original)
    fmt.Printf("拷贝: %+v\n", copied)
    
    // 修改拷贝不影响原始
    copied.result = 100.0
    fmt.Printf("修改后原始: %+v\n", original)
    fmt.Printf("修改后拷贝: %+v\n", copied)
}

func main() {
    methodReflection()
    dynamicMethodCall()
    interfaceReflection()
    functionReflection()
    reflectionPerformance()
    utilityFunctions()
}