第17章:反射与泛型编程——运行时能力与代码复用

大家好~ 前面我们精讲了Go标准库的核心模块,今天聚焦Go语言中两个"提升代码灵活性与复用性"的关键特性:反射(reflect)泛型(Generics)

反射赋予Go程序"运行时查看、操作自身结构"的能力,适合处理未知类型、动态适配场景;泛型则解决了"重复代码冗余"问题,让我们写出与类型无关、可复用的通用代码(Go 1.18+ 正式支持)。

先明确核心定位:反射是"运行时的类型洞察",泛型是"编译时的通用模板";反射灵活但有性能损耗,泛型类型安全且无额外性能开销,二者适用场景不同,并非替代关系。

1. reflect.Type

Go的reflect包(反射包)核心提供两个核心类型:reflect.Typereflect.Value。其中 reflect.Type 用于描述类型信息(仅关注"类型",不关注"值"),比如判断一个变量是int、struct还是slice,获取结构体的字段、方法等。

核心入口:通过 reflect.TypeOf(x) 函数获取变量x的 reflect.Type 实例,该函数接收一个"值",返回其类型的元信息。

1.1 基础使用(获取类型信息)

go 复制代码
package main

import (
  "fmt"
  "reflect"
)

func main() {
  // 定义不同类型变量
  var (
    a int = 10
    b string = "golang"
    c bool = true
    d float64 = 3.14
  )

  // 获取各变量的reflect.Type
  fmt.Printf("a的类型:%v,类型名称:%v\n", reflect.TypeOf(a), reflect.TypeOf(a).Name())
  fmt.Printf("b的类型:%v,类型名称:%v\n", reflect.TypeOf(b), reflect.TypeOf(b).Name())
  fmt.Printf("c的类型:%v,类型名称:%v\n", reflect.TypeOf(c), reflect.TypeOf(c).Name())
  fmt.Printf("d的类型:%v,类型名称:%v\n", reflect.TypeOf(d), reflect.TypeOf(d).Name())
}

运行结果:

plaintext 复制代码
a的类型:int,类型名称:int
b的类型:string,类型名称:string
c的类型:bool,类型名称:bool
d的类型:float64,类型名称:float64

1.2 核心方法(常用操作)

reflect.Type 提供了大量实用方法,用于获取类型的详细信息,以下是高频方法(结合结构体示例):

go 复制代码
package main

import (
  "fmt"
  "reflect"
)

// 定义测试结构体
type User struct {
  Name string `json:"name"`
  Age  int    `json:"age,omitempty"`
}

// 结构体方法
func (u User) Hello() string {
  return fmt.Sprintf("Hello, %s", u.Name)
}

func main() {
  var u User = User{Name: "张三", Age: 20}
  t := reflect.TypeOf(u) // 获取reflect.Type

  // 1. 判断类型种类(Kind():返回基础类型,如struct、int)
  fmt.Printf("类型种类:%v\n", t.Kind()) // 输出:struct

  // 2. 获取结构体字段数量
  fmt.Printf("结构体字段数:%d\n", t.NumField()) // 输出:2

  // 3. 遍历结构体字段,获取字段名、类型、标签
  for i := 0; i < t.NumField(); i++ {
    field := t.Field(i)
    fmt.Printf("字段名:%s,类型:%v,JSON标签:%s\n", field.Name, field.Type, field.Tag.Get("json"))
  }

  // 4. 获取结构体方法数量
  fmt.Printf("结构体方法数:%d\n", t.NumMethod()) // 输出:1(Hello方法)

  // 5. 获取指定方法
  method, ok := t.MethodByName("Hello")
  if ok {
    fmt.Printf("方法名:%s,方法类型:%v\n", method.Name, method.Type)
  }
}

关键区别:TypeKind(重点!)

  • Type:表示"具体类型",比如 User[]intmap[string]int

  • Kind:表示"基础种类",比如 structslicemap,是Type的"底层分类"。

示例:reflect.TypeOf([]int{}).Name() 为空(切片无类型名称),但 reflect.TypeOf([]int{}).Kind() 返回 slice

1.3 图例辅助理解

reflect.Type 的核心作用的是"解析类型元信息",其结构关系可简化为以下图例:

引用来源:Go官方文档 - reflect.Type

2. reflect.Value

如果说 reflect.Type 关注"类型",那么 reflect.Value 就关注"值"------它用于操作变量的值(如获取值、修改值、调用方法),是反射中"操作数据"的核心类型。

核心入口:通过 reflect.ValueOf(x) 函数获取变量x的 reflect.Value 实例,注意:若要修改值,需传递变量的指针(否则只能读取,无法修改)。

2.1 基础使用(获取/修改值)

go 复制代码
package main

import (
  "fmt"
  "reflect"
)

func main() {
  // 1. 普通变量(值传递,无法修改)
  var a int = 10
  v1 := reflect.ValueOf(a)
  fmt.Printf("v1的值:%v,是否可修改:%v\n", v1.Int(), v1.CanSet()) // 输出:10,false

  // 2. 指针变量(传递指针,可修改值)
  var b int = 20
  v2 := reflect.ValueOf(&b).Elem() // Elem():获取指针指向的元素(解引用)
  fmt.Printf("v2的值:%v,是否可修改:%v\n", v2.Int(), v2.CanSet()) // 输出:20,true

  // 修改值(只能修改"可设置"的Value)
  v2.SetInt(200)
  fmt.Printf("修改后b的值:%d\n", b) // 输出:200

  // 3. 字符串类型修改示例
  var c string = "hello"
  v3 := reflect.ValueOf(&c).Elem()
  v3.SetString("golang")
  fmt.Printf("修改后c的值:%s\n", c) // 输出:golang
}

关键注意:

  • 只有传递"指针",并通过 Elem() 解引用后,CanSet() 才会返回true(才可修改值);

  • 修改值的方法需与变量类型匹配(如 SetInt() 对应int类型,SetString() 对应string类型),否则会报错。

2.2 操作结构体值

通过 reflect.Value 可直接操作结构体的字段值(需满足"字段可导出",即首字母大写),结合 reflect.Type 可实现结构体的动态赋值。

go 复制代码
package main

import (
  "fmt"
  "reflect"
)

type User struct {
  Name string `json:"name"`
  Age  int    `json:"age"`
  // 未导出字段(首字母小写,无法通过反射修改)
  address string
}

func main() {
  var u User
  v := reflect.ValueOf(&u).Elem() // 指针解引用,获取可修改的Value

  // 1. 通过字段名设置值(字段必须导出)
  if nameField := v.FieldByName("Name"); nameField.CanSet() {
    nameField.SetString("李四")
  }

  if ageField := v.FieldByName("Age"); ageField.CanSet() {
    ageField.SetInt(25)
  }

  // 未导出字段无法设置
  if addrField := v.FieldByName("address"); addrField.CanSet() {
    addrField.SetString("北京")
  } else {
    fmt.Println("address字段不可设置(未导出)")
  }

  fmt.Printf("修改后u:%+v\n", u) // 输出:{Name:李四 Age:25 address:}
}

2.3 图例辅助理解

reflect.Value 与变量、指针的关系,以及修改值的流程,可简化为以下图例:

引用来源:Go官方文档 - reflect.Value

3. 类型检查

反射的核心应用之一是"运行时类型检查"------在程序运行时,动态判断一个变量的类型、种类,或判断两个类型是否一致,解决"编译时无法确定类型"的场景(如处理接口参数、动态解析数据)。

核心方式:结合 reflect.Typereflect.ValueKind() 方法,或 Type.Assert() 类型断言(反射与类型断言可配合使用)。

3.1 基础类型检查(Kind判断)

go 复制代码
package main

import (
  "fmt"
  "reflect"
)

// 通用类型检查函数
func checkType(x interface{}) {
  v := reflect.ValueOf(x)
  t := reflect.TypeOf(x)

  fmt.Printf("变量值:%v,类型:%v,种类:%v\n", v, t, v.Kind())

  // 根据Kind判断具体类型
  switch v.Kind() {
  case reflect.Int, reflect.Int64:
    fmt.Println("→ 该变量是整数类型")
  case reflect.String:
    fmt.Println("→ 该变量是字符串类型")
  case reflect.Bool:
    fmt.Println("→ 该变量是布尔类型")
  case reflect.Struct:
    fmt.Println("→ 该变量是结构体类型")
  case reflect.Slice:
    fmt.Println("→ 该变量是切片类型")
  default:
    fmt.Println("→ 未知类型")
  }
  fmt.Println("---")
}

func main() {
  checkType(100)          // 整数类型
  checkType("golang")     // 字符串类型
  checkType(true)         // 布尔类型
  checkType(User{Name: "张三"}) // 结构体类型
  checkType([]int{1, 2, 3})   // 切片类型
}

3.2 结构体类型检查(字段、标签校验)

实际开发中,常通过反射检查结构体的字段类型、标签是否符合要求(如接口参数校验、JSON标签校验)。

go 复制代码
package main

import (
  "fmt"
  "reflect"
)

type User struct {
  Name string `json:"name" required:"true"`
  Age  int    `json:"age" required:"true" min:"18"`
  Email string `json:"email" required:"false"`
}

// 检查结构体字段标签是否符合要求
func checkStructTag(x interface{}) error {
  t := reflect.TypeOf(x)
  // 先判断是否是结构体(或结构体指针)
  if t.Kind() != reflect.Struct && (t.Kind() != reflect.Ptr || t.Elem().Kind() != reflect.Struct) {
    return fmt.Errorf("参数必须是结构体或结构体指针")
  }

  // 若为指针,取其指向的结构体类型
  if t.Kind() == reflect.Ptr {
    t = t.Elem()
  }

  // 遍历字段,检查标签
  for i := 0; i < t.NumField(); i++ {
    field := t.Field(i)
    // 检查required标签
    required := field.Tag.Get("required")
    if required == "true" {
      fmt.Printf("字段【%s】为必填字段\n", field.Name)
    }
    // 检查min标签(仅int类型有效)
    min := field.Tag.Get("min")
    if min != "" && field.Type.Kind() == reflect.Int {
      fmt.Printf("字段【%s】最小值为:%s\n", field.Name, min)
    }
  }
  return nil
}

func main() {
  var u User
  err := checkStructTag(u)
  if err != nil {
    fmt.Printf("校验失败:%v\n", err)
    return
  }
}

3.3 反射与类型断言对比

类型断言(x.(T))是编译时/运行时的简单类型判断,反射是更灵活的运行时类型解析,二者对比:

特性 类型断言 反射
适用场景 已知可能的类型,简单判断转换 未知类型,需动态解析元信息(字段、方法)
灵活性 较低,需明确类型 较高,可动态操作值和类型
性能 开销小 开销较大(建议避免高频场景使用)

引用来源:Go官方文档 - reflect.Kind

4. 动态调用

反射的另一个核心应用是"动态调用方法"------在程序运行时,通过 reflect.Value 动态获取结构体或函数的方法,并传入参数执行,无需在编译时明确调用哪个方法。

核心步骤:1. 获取方法 → 2. 准备参数(需转换为 []reflect.Value 类型) → 3. 调用方法(Call() 方法) → 4. 处理返回值。

4.1 动态调用结构体方法

go 复制代码
package main

import (
  "fmt"
  "reflect"
)

type Calculator struct {
  Name string
}

// 加法方法(无参数,有返回值)
func (c Calculator) Add(a, b int) int {
  return a + b
}

// 减法方法(有参数,有返回值)
func (c Calculator) Sub(a, b int) int {
  return a - b
}

func main() {
  // 1. 初始化结构体
  c := Calculator{Name: "简易计算器"}
  v := reflect.ValueOf(c)

  // 2. 动态获取Add方法(注意:方法名首字母大写,可导出)
  addMethod := v.MethodByName("Add")
  if !addMethod.IsValid() {
    fmt.Println("未找到Add方法")
    return
  }

  // 3. 准备方法参数(需转换为[]reflect.Value类型)
  params := []reflect.Value{reflect.ValueOf(10), reflect.ValueOf(20)}

  // 4. 动态调用方法,获取返回值(返回值是[]reflect.Value类型)
  results := addMethod.Call(params)
  fmt.Printf("10 + 20 = %d\n", results[0].Int()) // 输出:30

  // 动态调用Sub方法
  subMethod := v.MethodByName("Sub")
  params2 := []reflect.Value{reflect.ValueOf(20), reflect.ValueOf(10)}
  results2 := subMethod.Call(params2)
  fmt.Printf("20 - 10 = %d\n", results2[0].Int()) // 输出:10
}

4.2 动态调用普通函数

除了结构体方法,反射也可动态调用普通函数(非结构体绑定方法),步骤类似。

go 复制代码
package main

import (
  "fmt"
  "reflect"
)

// 普通函数(求和)
func Sum(a, b, c int) int {
  return a + b + c
}

func main() {
  // 1. 获取函数的reflect.Value
  fn := reflect.ValueOf(Sum)

  // 2. 检查是否是函数类型
  if fn.Kind() != reflect.Func {
    fmt.Println("当前变量不是函数")
    return
  }

  // 3. 准备参数(3个int类型参数)
  params := []reflect.Value{reflect.ValueOf(1), reflect.ValueOf(2), reflect.ValueOf(3)}

  // 4. 动态调用函数
  results := fn.Call(params)

  // 5. 处理返回值(Sum函数有1个返回值)
  fmt.Printf("1 + 2 + 3 = %d\n", results[0].Int()) // 输出:6
}

4.3 注意事项

  • 动态调用的方法/函数必须是"可导出"的(首字母大写),否则无法通过 MethodByName()ValueOf() 获取;

  • 参数的数量、类型必须与方法/函数的定义完全匹配,否则会报错;

  • 返回值是 []reflect.Value 切片,需根据返回值数量和类型,通过 Int()String() 等方法解析。

引用来源:Go官方文档 - reflect.Value.Call

5. 泛型语法

Go 1.18+ 正式引入泛型(Generics),核心目的是"代码复用"------让我们写出与具体类型无关的通用代码,避免为不同类型重复编写相同逻辑(如求和函数,无需分别写int、float64两个版本)。

泛型的核心语法:通过 [类型参数列表] 定义"类型占位符",在使用时传入具体类型,编译器会自动生成对应类型的代码(无性能损耗)。

5.1 泛型的基本格式

Go泛型的语法格式简洁,核心分为"定义类型参数"和"使用类型参数"两步,以泛型函数为例:

go 复制代码
package main

import "fmt"

// 泛型函数定义:[T any] 是类型参数列表(T是类型占位符,any是类型约束)
// T:类型占位符(可自定义名称,如T、K、V)
// any:类型约束(表示T可以是任意类型,等价于interface{})
func Print[T any](x T) {
  fmt.Printf("值:%v,类型:%T\n", x, x)
}

func main() {
  // 使用泛型函数:传入具体类型(可省略,编译器会自动推导)
  Print[int](10)    // 传入int类型
  Print[string]("golang") // 传入string类型
  Print[bool](true) // 传入bool类型

  // 编译器自动推导类型(推荐写法,更简洁)
  Print(3.14)       // 自动推导为float64类型
  Print([]int{1,2,3}) // 自动推导为[]int类型
}

5.2 泛型类型(结构体、切片、Map)

除了泛型函数,Go还支持泛型类型------定义结构体、切片、Map时,使用类型参数,让类型具备通用性。

go 复制代码
package main

import "fmt"

// 1. 泛型切片(Slice[T]:T是类型参数,可存储任意类型的切片)
type Slice[T any] []T

// 2. 泛型Map(Map[K comparable, V any]:K是可比较类型,V是任意类型)
// 注意:Map的key必须是"可比较类型"(comparable约束)
type Map[K comparable, V any] map[K]V

// 3. 泛型结构体
type Pair[K, V any] struct {
  Key   K
  Value V
}

func main() {
  // 使用泛型切片
  s1 := Slice[int]{1, 2, 3}
  s2 := Slice[string]{"a", "b", "c"}
  fmt.Printf("泛型切片s1:%v\n", s1)
  fmt.Printf("泛型切片s2:%v\n", s2)

  // 使用泛型Map
  m1 := Map[string, int]{"a": 1, "b": 2}
  m2 := Map[int, string]{1: "a", 2: "b"}
  fmt.Printf("泛型Map m1:%v\n", m1)
  fmt.Printf("泛型Map m2:%v\n", m2)

  // 使用泛型结构体
  p1 := Pair[string, int]{Key: "age", Value: 20}
  p2 := Pair[int, string]{Key: 1, Value: "golang"}
  fmt.Printf("泛型结构体p1:%v\n", p1)
  fmt.Printf("泛型结构体p2:%v\n", p2)
}

5.3 关键语法说明

  • 类型参数列表:用 [] 包裹,多个类型参数用逗号分隔(如 [K comparable, V any]);

  • 类型占位符:自定义名称(如T、K、V),用于表示"待传入的具体类型";

  • 类型约束:放在类型占位符后(如 T any),限制传入的具体类型范围(后续章节详细讲);

  • 使用泛型:传入具体类型时,可省略类型参数(编译器自动推导),简洁高效。

引用来源:Go官方教程 - 泛型

6. 类型约束

类型约束(Type Constraint)是泛型的核心特性之一,用于限制类型参数可接受的具体类型范围------避免泛型过于灵活,确保代码的安全性和正确性。

比如:定义一个"求和泛型函数",仅允许传入int、float64等数值类型,不允许传入string、bool类型,就需要通过类型约束实现。

6.1 内置类型约束

Go标准库内置了两个常用的类型约束,无需自定义:

  • any:表示"任意类型",等价于 interface{},是最宽松的约束(默认约束);

  • comparable:表示"可比较类型"(支持 ==、!= 运算),常用于泛型Map的key类型约束。

go 复制代码
package main

import "fmt"

// 泛型函数:仅接受可比较类型(comparable约束)
func Equal[T comparable](a, b T) bool {
  return a == b
}

func main() {
  fmt.Println(Equal(10, 10))          // true(int是可比较类型)
  fmt.Println(Equal("golang", "go"))  // false(string是可比较类型)
  fmt.Println(Equal([]int{1}, []int{1})) // 报错:[]int不是可比较类型(slice不可比较)
}

6.2 自定义类型约束(基础版)

通过"接口"自定义类型约束,指定类型参数可接受的具体类型列表(用 | 分隔),称为"联合约束"。

go 复制代码
package main

import "fmt"

// 自定义类型约束:仅允许int、int64、float64类型
type Number interface {
  int | int64 | float64
}

// 泛型求和函数:仅接受Number约束的类型
func Sum[T Number](nums ...T) T {
  var total T
  for _, num := range nums {
    total += num
  }
  return total
}

func main() {
  fmt.Printf("1+2+3 = %d\n", Sum(1, 2, 3))          // 6(int类型)
  fmt.Printf("10+20+30 = %d\n", Sum[int64](10, 20, 30)) // 60(int64类型)
  fmt.Printf("1.1+2.2+3.3 = %v\n", Sum(1.1, 2.2, 3.3)) // 6.6(float64类型)
  // fmt.Println(Sum("a", "b")) // 报错:string不满足Number约束
}

6.3 自定义类型约束(进阶版:方法约束)

除了指定具体类型,还可通过"接口方法"定义约束------要求类型参数必须实现指定的方法,确保泛型代码中可调用该方法。

go 复制代码
package main

import "fmt"

// 自定义类型约束:要求类型必须实现String()方法
type Stringer interface {
  String() string
}

// 泛型函数:仅接受实现了Stringer接口的类型
func PrintString[T Stringer](x T) {
  fmt.Println(x.String())
}

// 测试类型1:实现Stringer接口
type User struct {
  Name string
}

func (u User) String() string {
  return fmt.Sprintf("User{Name: %s}", u.Name)
}

// 测试类型2:未实现Stringer接口
type Product struct {
  ID int
}

func main() {
  u := User{Name: "张三"}
  PrintString(u) // 输出:User{Name: 张三}(满足约束)

  // p := Product{ID: 100}
  // PrintString(p) // 报错:Product未实现Stringer接口,不满足约束
}

6.4 图例辅助理解

类型约束的核心作用是"限制类型范围",其与泛型的关系可简化为以下图例:

引用来源:Go官方约束库 - constraints

7. 泛型函数

泛型函数是泛型编程中最常用的形式------通过类型参数,定义可处理多种类型的通用函数,避免重复编写相同逻辑,同时保证类型安全。

本节结合实战场景,讲解泛型函数的常见用法、注意事项,以及与普通函数的对比。

7.1 实战场景1:通用排序(切片排序)

Go标准库的 sort 包需要为不同类型的切片编写排序逻辑,使用泛型可实现"通用切片排序"。

go 复制代码
package main

import "fmt"

// 泛型排序函数:对任意可比较类型的切片进行升序排序
func Sort[T comparable](slice []T, less func(a, b T) bool) {
  // 简单冒泡排序(核心是泛型适配任意切片类型)
  n := len(slice)
  for i := 0; i < n-1; i++ {
    for j := 0; j < n-1-i; j++ {
      if less(slice[j], slice[j+1]) {
        slice[j], slice[j+1] = slice[j+1], slice[j]
      }
    }
  }
}

func main() {
  // 1. int切片排序
  intSlice := []int{3, 1, 2}
  Sort(intSlice, func(a, b int) bool {
    return a < b // 升序排序(a < b时交换,即大的在后)
  })
  fmt.Printf("int切片排序后:%v\n", intSlice) // 输出:[3 2 1](此处逻辑是降序,可调整less函数)

  // 2. string切片排序
  strSlice := []string{"b", "a", "c"}
  Sort(strSlice, func(a, b string) bool {
    return a < b
  })
  fmt.Printf("string切片排序后:%v\n", strSlice) // 输出:[c b a]
}

7.2 实战场景2:通用缓存(Map缓存)

使用泛型实现一个通用缓存,支持任意类型的key和value,无需为不同类型单独编写缓存逻辑。

go 复制代码
package main

import "fmt"

// 泛型缓存结构体
type Cache[K comparable, V any] struct {
  data map[K]V
}

// 初始化缓存(泛型方法)
func NewCache[K comparable, V any]() *Cache[K, V] {
  return &Cache[K, V]{
    data: make(map[K]V),
  }
}

// 存值(泛型方法)
func (c *Cache[K, V]) Set(key K, value V) {
  c.data[key] = value
}

// 取值(泛型方法)
func (c *Cache[K, V]) Get(key K) (V, bool) {
  value, ok := c.data[key]
  return value, ok
}

func main() {
  // 1. string->int 类型缓存
  cache1 := NewCache[string, int]()
  cache1.Set("age", 20)
  age, ok := cache1.Get("age")
  fmt.Printf("cache1: age=%d, 存在:%v\n", age, ok) // 输出:20,true

  // 2. int->string 类型缓存
  cache2 := NewCache[int, string]()
  cache2.Set(1, "golang")
  name, ok := cache2.Get(1)
  fmt.Printf("cache2: name=%s, 存在:%v\n", name, ok) // 输出:golang,true
}

7.3 泛型函数的注意事项

  • 类型参数的约束要合理:避免过于宽松(如用any)导致类型不安全,也避免过于严格(如指定单一类型)失去泛型意义;

  • 泛型函数中,只能调用"类型约束中声明的方法"或"所有类型都支持的操作"(如 ==、!= 需约束为comparable);

  • 泛型函数的性能与普通函数一致:编译器会在编译时为传入的具体类型,生成对应的普通函数代码,无运行时额外开销。

引用来源:Go官方泛型提案 - 泛型函数

8. 反射泛型对比

反射和泛型是Go语言中两个"提升灵活性与复用性"的特性,但二者的设计理念、适用场景、性能表现差异极大,很多开发者会混淆二者的使用场景,本节重点对比,明确何时用反射、何时用泛型。

8.1 核心差异对比(表格详解)

对比维度 反射(reflect) 泛型(Generics)
核心定位 运行时类型洞察与操作,解决"未知类型"问题 编译时通用代码生成,解决"代码复用"问题
类型安全 类型不安全:运行时才能发现类型错误(如调用错误方法、设置错误类型值) 类型安全:编译时校验类型,不符合约束直接报错
性能表现 性能较差:运行时需解析类型元信息,有明显开销(不适合高频场景) 性能优异:编译时生成具体类型代码,与普通函数/类型性能一致
适用场景 1. 未知类型处理(如JSON编解码、ORM框架);2. 动态调用方法/修改值;3. 通用序列化/反序列化 1. 多类型重复逻辑(如通用缓存、通用排序);2. 类型无关的工具函数;3. 需保证类型安全的通用代码
代码可读性 可读性差:代码繁琐(需解引用、判断类型、处理异常),难以维护 可读性好:语法简洁,类型约束清晰,与普通代码差异小
使用成本 使用成本高:需熟悉reflect包API,注意各种边界情况(如可导出、指针解引用) 使用成本低:语法简洁,只需掌握类型参数和约束,上手快

8.2 实战场景对比(代码示例)

以"通用打印函数"为例,分别用反射和泛型实现,对比二者的差异:

8.2.1 反射实现(通用打印)

go 复制代码
package main

import (
  "fmt"
  "reflect"
)

// 反射实现:通用打印(支持任意类型)
func PrintReflect(x interface{}) {
  v := reflect.ValueOf(x)
  t := reflect.TypeOf(x)

  fmt.Printf("反射打印:类型=%v,值=%v\n", t, v)

  // 若为结构体,打印字段
  if v.Kind() == reflect.Struct {
    fmt.Println("结构体字段:")
    for i := 0; i < t.NumField(); i++ {
      field := t.Field(i)
      fieldValue := v.Field(i)
      fmt.Printf("  %s: %v\n", field.Name, fieldValue)
    }
  }
}

func main() {
  PrintReflect(100)
  PrintReflect(User{Name: "张三", Age: 20})
}

8.2.2 泛型实现(通用打印)

go 复制代码
package main

import "fmt"

// 泛型实现:通用打印(支持任意类型)
func PrintGeneric[T any](x T) {
  fmt.Printf("泛型打印:类型=%T,值=%v\n", x, x)

  // 若为结构体,需结合类型断言(泛型不支持直接解析结构体字段)
  if u, ok := any(x).(User); ok {
    fmt.Println("结构体字段:")
    fmt.Printf("  Name: %s\n", u.Name)
    fmt.Printf("  Age: %d\n", u.Age)
  }
}

type User struct {
  Name string
  Age  int
}

func main() {
  PrintGeneric(100)
  PrintGeneric(User{Name: "张三", Age: 20})
}

8.3 总结建议

  • 优先用泛型:如果是"多类型重复逻辑",且能明确类型约束,优先用泛型(类型安全、性能好、易维护);

  • 慎用反射:只有在"运行时未知类型"(如JSON编解码、框架开发),且泛型无法实现时,才考虑用反射,使用时需做好错误处理,避免高频调用;

  • 二者可配合使用:比如在泛型函数中,结合反射处理结构体的动态字段(如通用配置解析)。

总结

本文精讲了Go反射与泛型的核心知识点,结合掘金博客风格,聚焦实战、精简代码,核心总结如下:

  1. 反射:基于reflect.Type(类型元信息)和reflect.Value(值操作),赋予程序运行时动态能力,适合未知类型处理,但性能差、可读性低;

  2. 泛型:基于类型参数和类型约束,编译时生成通用代码,解决代码复用问题,类型安全、性能优异,是Go 1.18+ 后的首选通用编程方式;

  3. 选型建议:能泛型不反射,反射仅用于泛型无法覆盖的"动态类型"场景,二者可配合使用,兼顾灵活性和安全性。

反射和泛型是Go语言进阶的关键,建议多动手编写代码,熟悉二者的适用场景,在实际开发中灵活运用,既能提升代码复用性,也能保证代码的安全性和性能。如果有疑问,欢迎在评论区交流~

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