本文篇幅过长，为方便阅读，分为上下两篇，此篇为下篇。Go 作为一门静态语言，相比 Python 等动态语言，在编写过程中灵活性会受到一定的限制。但是通过接口加反射实现了类似于动态语言的能力：可以在程序运行时动态地捕获甚至改变类型的信息和值。

反射相关函数的使用

代码样例

网络上各种博客文章里使用反射的样例代码非常多，读过这篇文章后，基本没有看不懂的，哈哈！不过，我这里还是举一个例子，并讲解一番：

package main
import (
    "reflect"
    "fmt"
)
type Child struct {
    Name string
    Grade int
    Handsome bool
}
type Adult struct {
    ID string `qson:"Name"`
    Occupation string
    Handsome bool
}
// 如果输⼊参数 i 是 Slice，元素是结构体，有⼀个字段名为 `Handsome`，
// 并且有⼀个字段的 tag 或者字段名是 `Name` ，
// 如果该 `Name` 字段的值是 `qcrao`，
// 就把结构体中名为 `Handsome` 的字段值设置为 true。
func handsome(i interface{}) {
    // 获取 i 的反射变量 Value
    v := reflect.ValueOf(i)
    // 确定 v 是⼀个 Slice
    if v.Kind() != reflect.Slice {
        return
}
    // 确定 v 是的元素为结构体
    if e := v.Type().Elem(); e.Kind() != reflect.Struct {
        return
}
// 确定结构体的字段名含有 "ID" 或者 json tag 标签为 `name`
// 确定结构体的字段名 "Handsome"
st := v.Type().Elem()
// 寻找字段名为 Name 或者 tag 的值为 Name 的字段
foundName := false
for i := 0; i < st.NumField(); i++ {
    f := st.Field(i)
    tag := f.Tag.Get("qson")
    if (tag == "Name" || f.Name == "Name") && f.Type.Kind() == reflect.String {
        foundName = true
        break
    }
}
if !foundName {
    return
}
if niceField, foundHandsome := st.FieldByName("Handsome"); foundHandsome == false || niceField.Type.Kind() != reflect.Boo
    return
}
// 设置名字为 "qcrao" 的对象的 "Handsome" 字段为 true
for i := 0; i < v.Len(); i++ {
    e := v.Index(i)
    handsome := e.FieldByName("Handsome")
    // 寻找字段名为 Name 或者 tag 的值为 Name 的字段
    var name reflect.Value
    for j := 0; j < st.NumField(); j++ {
        f := st.Field(j)
        tag := f.Tag.Get("qson")
        if tag == "Name" || f.Name == "Name" {
            name = v.Index(i).Field(j)
        }
    }
        if name.String() == "qcrao" {
            handsome.SetBool(true)
        }
    }
}
func main() {
    children := []Child{
        {Name: "Ava", Grade: 3, Handsome: true},
        {Name: "qcrao", Grade: 6, Handsome: false},
    }
    adults := []Adult{
        {ID: "Steve", Occupation: "Clerk", Handsome: true},
        {ID: "qcrao", Occupation: "Go Programmer", Handsome: false},
    }
    fmt.Printf("adults before handsome: %v\n", adults)
    handsome(adults)
    fmt.Printf("adults after handsome: %v\n", adults)
    fmt.Println("-------------")
    fmt.Printf("children before handsome: %v\n", children)
    handsome(children)
    fmt.Printf("children after handsome: %v\n", children)
}

代码运行结果：

adults before handsome: [{Steve Clerk true} {qcrao Go Programmer false}]
adults after handsome: [{Steve Clerk true} {qcrao Go Programmer true}]
-------------
children before handsome: [{Ava 3 true} {qcrao 6 false}]
children after handsome: [{Ava 3 true} {qcrao 6 true}]

代码主要做的事情是：找出传入的参数为 Slice，并且 Slice 的元素为结构体，如果其中有一个字段名是 Name 或者是标签名称为 Name，并且还有一个字段名是 Handsome的情形。如果找到，并且字段名称为 Name 的实际值是 qcrao 的话，就把另一个字段 Handsome 的值置为 true。

程序并不关心传入的结构体到底是什么，只要它的字段名包含 Name 和 Handsome，都是 handsome 函数要工作的对象。

注意一点， Adult 结构体的标签 qson:“Name”，中间是没有空格的，否则 Tag.Get(“qson”) 识别不出来。

未导出成员

利用反射机制，对于结构体中未导出成员，可以读取，但不能修改其值。

注意，正常情况下，代码是不能读取结构体未导出成员的，但通过反射可以越过这层限制。另外，通过反射，结构体中可以被修改的成员只有是导出成员，也就是字段名的首字母是大写的。

一个可取地址的 reflect.Value 变量会记录一个结构体成员是否是未导出成员，如果是的话则拒绝修改操作。 CanAddr 不能说明一个变量是否可以被修改。 CanSet 则可以检查对应的 reflect.Value 是否可取地址并可被修改。

package main
import (
    "reflect"
    "fmt"
)
type Child struct {
    Name string
    handsome bool
}
func main() {
    qcrao := Child{Name: "qcrao", handsome: true}
    v := reflect.ValueOf(&qcrao)
    f := v.Elem().FieldByName("Name")
    fmt.Println(f.String())
    f.SetString("stefno")
    fmt.Println(f.String())
    f = v.Elem().FieldByName("handsome")
    // 这⼀句会导致 panic，因为 handsome 字段未导出
    //f.SetBool(true)
    fmt.Println(f.Bool())
}

执行结果：

qcrao
stefno
true

上面的例子中，handsome 字段未导出，可以读取，但不能调用相关 set 方法，否则会 panic。反射用起来一定要小心，调用类型不匹配的方法，会导致各种 panic。

反射的实际应用

反射的实际应用非常广：IDE 中的代码自动补全功能、对象序列化（json 函数库）、fmt 相关函数的实现、ORM（全称是：Object Relational Mapping，对象关系映射）……

这里举 2 个例子：json 序列化和 DeepEqual 函数。

json 序列化

开发过 web 服务的同学，一定用过 json 数据格式。 json 是一种独立于语言的数据格式。最早用于浏览器和服务器之间的实时无状态的数据交换，并由此发展起来。

Go 语言中，主要提供 2 个函数用于序列化和反序列化：

func Marshal(v interface{}) ([]byte, error)
func Unmarshal(data []byte, v interface{}) error

两个函数的参数都包含 interface，具体实现的时候，都会用到反射相关的特性。

对于序列化和反序列化函数，均需要知道参数的所有字段，包括字段类型和值，再调用相关的 get 函数或者 set 函数进行实际的操作。

DeepEqual 的作用及原理

在测试函数中，经常会需要这样的函数：判断两个变量的实际内容完全一致。

例如：如何判断两个 slice 所有的元素完全相同；如何判断两个 map 的 key 和 value 完全相同等等。

上述问题，可以通过 DeepEqual 函数实现。

func DeepEqual(x, y interface{}) bool

DeepEqual 函数的参数是两个 interface，实际上也就是可以输入任意类型，输出 true 或者 flase 表示输入的两个变量是否是“深度”相等。

先明白一点，如果是不同的类型，即使是底层类型相同，相应的值也相同，那么两者也不是“深度”相等。

type MyInt int
type YourInt int
func main() {
m := MyInt(1)
y := YourInt(1)
fmt.Println(reflect.DeepEqual(m, y)) // false
}

上面的代码中，m, y 底层都是 int，而且值都是 1，但是两者静态类型不同，前者是 MyInt，后者是 YourInt，因此两者不是“深度”相等。

在源码里，有对 DeepEqual 函数的非常清楚地注释，列举了不同类型，DeepEqual 的比较情形，这里做一个总结：

类型

深度相等情形

一般情况下，DeepEqual 的实现只需要递归地调用 == 就可以比较两个变量是否是真的“深度”相等。

但是，有一些异常情况：比如 func 类型是不可比较的类型，只有在两个 func 类型都是 nil 的情况下，才是“深度”相等；float 类型，由于精度的原因，也是不能使用 == 比较的；包含 func 类型或者 float 类型的 struct， interface， array 等。

对于指针而言，当两个值相等的指针就是“深度”相等，因为两者指向的内容是相等的，即使两者指向的是 func 类型或者 float 类型，这种情况下不关心指针所指向的内容。

同样，对于指向相同 slice， map 的两个变量也是“深度”相等的，不关心 slice， map 具体的内容。

对于“有环”的类型，比如循环链表，比较两者是否“深度”相等的过程中，需要对已比较的内容作一个标记，一旦发现两个指针之前比较过，立即停止比较，并判定二者是深度相等的。这样做的原因是，及时停止比较，避免陷入无限循环。

来看源码：

func DeepEqual(x, y interface{}) bool {
if x == nil || y == nil {
return x == y
}
v1 := ValueOf(x)
v2 := ValueOf(y)
if v1.Type() != v2.Type() {
return false
}
return deepValueEqual(v1, v2, make(map[visit]bool), 0)
}

首先查看两者是否有一个是 nil 的情况，这种情况下，只有两者都是 nil，函数才会返回 true。

接着，使用反射，获取x，y 的反射对象，并且立即比较两者的类型，根据前面的内容，这里实际上是动态类型，如果类型不同，直接返回 false。

最后，最核心的内容在子函数 deepValueEqual 中。

代码比较长，思路却比较简单清晰：核心是一个 switch 语句，识别输入参数的不同类型，分别递归调用 deepValueEqual 函数，一直递归到最基本的数据类型，比较 int，string 等可以直接得出 true 或者 false，再一层层地返回，最终得到“深度”相等的比较结果。

实际上，各种类型的比较套路比较相似，这里就直接节选一个稍微复杂一点的 map 类型的比较：

// deepValueEqual 函数
// ……
case Map:
if v1.IsNil() != v2.IsNil() {
return false
}
if v1.Len() != v2.Len() {
return false
}
if v1.Pointer() == v2.Pointer() {
return true
}
for _, k := range v1.MapKeys() {
val1 := v1.MapIndex(k)
val2 := v2.MapIndex(k)
if !val1.IsValid() || !val2.IsValid() || !deepValueEqual(v1.MapIndex(k), v2.MapIndex(k), visited, depth+1) {
return false
}
}
return true
// ……

和前文总结的表格里，比较 map 是否相等的思路比较一致，也不需要多说什么。说明一点， visited 是一个 map，记录递归过程中，比较过的“对”：

type visit struct {
a1 unsafe.Pointer
a2 unsafe.Pointer
typ Type
}
map[visit]bool

比较过程中，一旦发现比较的“对”，已经在 map 里出现过的话，直接判定“深度”比较结果的是 true。

总结

Go 作为一门静态语言，相比 Python 等动态语言，在编写过程中灵活性会受到一定的限制。但是通过接口加反射实现了类似于动态语言的能力：可以在程序运行时动态地捕获甚至改变类型的信息和值。

Go 语言的反射实现的基础是类型，或者说是 interface，当我们使用反射特性时，实际上用到的就是存储在 interface 变量中的和类型相关的信息，也就是常说的 <type,value> 对。

只有 interface 才有反射的说法。

反射在 reflect 包中实现，涉及到两个相关函数：

func TypeOf ( i interface{} ) Type
func ValueOf ( i interface{} ) Value

Type 是一个接口，定义了很多相关方法，用于获取类型信息。Value 则持有类型的具体值。Type、Value、Interface 三者间通过函数 TypeOf，ValueOf，Interface 进行相互转换。

最后温习一下反射三大定律：

Reflection goes from interface value to reflection object.
Reflection goes from reflection object to interface value.
To modify a reflection object, the value must be settable.

翻译一下：

反射将接口变量转换成反射对象 Type 和 Value；
反射可以通过反射对象 Value 还原成原先的接口变量；
反射可以用来修改一个变量的值，前提是这个值可以被修改。

本文转载自公众号滴滴技术（ID：didi_tech）。

原文链接：

https://mp.weixin.qq.com/s/HJMKwWgHqPIlD5nra99ZTw

创作场景

饶全成：深度解密 Go 语言之反射（下）