Go反射：动态遍历与打印结构体字段

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在Go语言中，与PHP的print_r或Python的__dict__等动态语言特性不同，Go作为一门静态类型语言，其类型信息在编译时就已经确定。然而，在某些特定场景下，例如序列化、ORM框架、配置解析或调试工具中，我们可能需要在运行时检查变量的类型、结构体字段的名称和值。Go语言为此提供了强大的reflect（反射）包，它允许程序在运行时检查自身结构，包括类型信息和变量的值。

Go语言中的反射机制

reflect包的核心在于能够将Go语言的接口类型变量转换为reflect.Type和reflect.Value对象。

• reflect.Type：表示Go类型本身的元数据，例如类型名称、种类（Kind）、字段列表等。
• reflect.Value：表示Go值在运行时的具体数据，可以对其进行读写操作（如果可设置）。

要获取一个变量的反射对象，通常使用reflect.TypeOf()和reflect.ValueOf()函数：

package main

import (
    "fmt"
    "reflect"
)

func main() {
    var x float64 = 3.14
    v := reflect.ValueOf(x) // 获取值的反射对象
    t := reflect.TypeOf(x)  // 获取类型的反射对象

    fmt.Println("Type:", t)       // Output: Type: float64
    fmt.Println("Value:", v)      // Output: Value: 3.14
    fmt.Println("Kind:", v.Kind()) // Output: Kind: float64
}

动态遍历结构体成员

利用reflect包，我们可以遍历一个结构体的所有字段，获取它们的名称、类型以及值。关键步骤如下：

1. 获取reflect.Value和reflect.Type: 首先，将要检查的结构体实例传递给一个函数，并在函数内部使用reflect.ValueOf()和reflect.TypeOf()获取其反射对象。
2. 处理指针类型: 如果传入的是结构体指针，需要通过Elem()方法获取其指向的实际值和类型。
3. 检查是否为结构体: 确保反射对象是一个结构体 (reflect.Struct)，否则无法遍历字段。
4. 遍历字段: 使用NumField()方法获取结构体字段的数量，然后通过循环结合Field(i)方法获取每个字段的reflect.Value，并通过Type().Field(i)获取字段的reflect.StructField（包含字段名称、类型等元数据）。
5. 获取字段信息:
   • 字段名称：StructField.Name
   • 字段值：Value.Interface()（将反射值转换回原始Go接口类型）
   • 字段类型：Value.Kind() 或 StructField.Type

下面是一个完整的示例代码，演示了如何实现一个通用函数来打印任何结构体的可导出成员名称和值：

package main

import (
    "fmt"
    "reflect"
)

// User 定义一个示例结构体
type User struct {
    ID     int
    Name   string
    Email  string
    age    int // 小写字母开头，不可导出字段
    Status bool
}

// PrintStructFields 打印结构体的所有可导出字段的名称和值
func PrintStructFields(obj interface{}) {
    // 获取对象的类型和值
    val := reflect.ValueOf(obj)
    typ := reflect.TypeOf(obj)

    // 如果传入的是指针，获取其指向的值和类型
    if val.Kind() == reflect.Ptr {
        val = val.Elem()
        typ = typ.Elem()
    }

    // 确保传入的是结构体类型
    if val.Kind() != reflect.Struct {
        fmt.Printf("Error: Input is not a struct or a pointer to a struct. Got %s\n", val.Kind())
        return
    }

    fmt.Printf("Inspecting struct: %s\n", typ.Name())
    fmt.Println("--------------------")

    // 遍历结构体的所有字段
    for i := 0; i < val.NumField(); i++ {
        fieldValue := val.Field(i)     // 获取字段的值
        fieldType := typ.Field(i)      // 获取字段的类型元数据

        // 检查字段是否可导出 (Public field)
        // 只有可导出的字段才能通过反射获取其值
        if fieldType.IsExported() {
            fmt.Printf("Field Name: %s, Value: %v, Type: %s\n",
                fieldType.Name, fieldValue.Interface(), fieldValue.Kind())
        } else {
            // 对于不可导出字段（私有字段），其值无法通过反射直接访问，
            // 但其名称和类型仍然可以通过 Type().Field(i) 获取。
            // 尝试访问不可导出字段的值会导致panic或返回零值。
            fmt.Printf("Field Name: %s (unexported), Type: %s\n",
                fieldType.Name, fieldValue.Kind())
        }
    }
    fmt.Println("--------------------")
}

func main() {
    user := User{
        ID:     1,
        Name:   "Alice",
        Email:  "alice@example.com",
        age:    30, // 私有字段
        Status: true,
    }

    fmt.Println("--- Inspecting 'user' struct (value) ---")
    PrintStructFields(user)

    fmt.Println("\n--- Inspecting '&user' struct (pointer) ---")
    PrintStructFields(&user) // 也可以传入结构体指针

    fmt.Println("\n--- Inspecting a different struct 'Product' ---")
    type Product struct {
        Name  string
        Price float64
        SKU   string
    }
    product := Product{"Laptop", 1200.50, "LAPTOP001"}
    PrintStructFields(product)

    fmt.Println("\n--- Testing with a non-struct type ---

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