關于C#反射你需要知道的

更新時間：2020年06月09日 14:30:15 作者：Liam Wang

這篇文章主要介紹了C#反射的相關知識，文中講解的非常詳細，代碼幫助大家更好的參考學習，感興趣的朋友可以了解下

通常，反射用于動態(tài)獲取對象的類型、屬性和方法等信息。今天帶你玩轉(zhuǎn)反射，來匯總一下反射的各種常見操作，撿漏看看有沒有你不知道的。

獲取類型的成員

Type 類的 GetMembers 方法用來獲取該類型的所有成員，包括方法和屬性，可通過 BindingFlags 標志來篩選這些成員。

using System;
using System.Reflection;
using System.Linq;

public class Program
{
  public static voidMain()
  {
    var members = typeof(object).GetMembers(BindingFlags.Public |
      BindingFlags.Static | BindingFlags.Instance);
    foreach (var member in members)
    {
      Console.WriteLine($"{member.Name} is a {member.MemberType}");
    }
  }
}

輸出：

GetType is a Method
GetHashCode is a Method
ToString is a Method
Equals is a Method
ReferenceEquals is a Method
.ctor is a Constructor

GetMembers 方法也可以不傳 BindingFlags，默認返回的是所有公開的成員。

獲取并調(diào)用對象的方法

Type 類型的 GetMethod 方法用來獲取該類型的 MethodInfo，然后可通過 MethodInfo 動態(tài)調(diào)用該方法。

對于非靜態(tài)方法，需要傳遞對應的實例作為參數(shù)，示例：

class Program
{
  public static void Main()
  {
    var str = "hello";
    var method = str.GetType()
      .GetMethod("Substring", new[] {typeof(int), typeof(int)});
    var result = method.Invoke(str, new object[] {0, 4}); // 相當于 str.Substring(0, 4)
    Console.WriteLine(result); // 輸出：hell
  }
}

對于靜態(tài)方法，則對象參數(shù)傳空，示例：

var method = typeof(Math).GetMethod("Exp");
// 相當于 Math.Exp(2)
var result = method.Invoke(null, new object[] {2});
Console.WriteLine(result); // 輸出(e^2)：7.38905609893065

如果是泛型方法，則還需要通過泛型參數(shù)來創(chuàng)建泛型方法，示例：

class Program
{
  public static void Main()
  {
    // 反射調(diào)用泛型方法
    MethodInfo method1 = typeof(Sample).GetMethod("GenericMethod");
    MethodInfo generic1 = method1.MakeGenericMethod(typeof(string));
    generic1.Invoke(sample, null);

    // 反射調(diào)用靜態(tài)泛型方法
    MethodInfo method2 = typeof(Sample).GetMethod("StaticMethod");
    MethodInfo generic2 = method2.MakeGenericMethod(typeof(string));
    generic2.Invoke(null, null);
  }
}

public class Sample
{
  public void GenericMethod<T>()
  {
    //...
  }
  public static void StaticMethod<T>()
  {
    //...
  }
}

創(chuàng)建一個類型的實例

使用反射動態(tài)創(chuàng)建一個類型的實例有多種種方式。最簡單的一種是用 new() 條件聲明。

使用 new 條件聲明

如果在一個方法內(nèi)需要動態(tài)創(chuàng)建一個實例，可以直接使用 new 條件聲明，例如：

T GetInstance<T>() where T : new()
{
  T instance = newT();
  return instance;
}

但這種方式適用場景有限，比如不適用于構(gòu)造函數(shù)帶參數(shù)的類型。

使用 Activator 類

使用 Activator 類動態(tài)創(chuàng)建一個類的實例是最常見的做法，示例：

Type type = typeof(BigInteger);
object result = Activator.CreateInstance(type);
Console.WriteLine(result); // 輸出：0
result = Activator.CreateInstance(type, 123);
Console.WriteLine(result); // 輸出：123

動態(tài)創(chuàng)建泛類型實例，需要先創(chuàng)建開放泛型（如List<>），再根據(jù)泛型參數(shù)轉(zhuǎn)換為具象泛型（如List<string>），示例：

// 先創(chuàng)建開放泛型
Type openType = typeof(List<>);
// 再創(chuàng)建具象泛型
Type[] tArgs = { typeof(string) };
Type target = openType.MakeGenericType(tArgs);
// 最后創(chuàng)建泛型實例
List<string> result = (List<string>)Activator.CreateInstance(target);

如果你不知道什么是開放泛型和具象泛型，請看本文最后一節(jié)。

使用構(gòu)造器反射

也可以通過反射構(gòu)造器的方式動態(tài)創(chuàng)建類的實例，比上面使用 Activator 類要稍稍麻煩些，但性能要好些。示例：

ConstructorInfo c = typeof(T).GetConstructor(new[] { typeof(string) });
if (c == null)
  throw new InvalidOperationException("...");
T instance = (T)c.Invoke(new object[] { "test" });

使用 FormatterServices 類

如果你想創(chuàng)建某個類的實例的時候不執(zhí)行構(gòu)造函數(shù)和屬性初始化，可以使用 FormatterServices 的 GetUninitializedObject 方法。示例：

class Program
{
  static void Main()
  {
    MyClass instance = (MyClass)FormatterServices.GetUninitializedObject(typeof(MyClass));
    Console.WriteLine(instance.MyProperty1); // 輸出：0
    Console.WriteLine(instance.MyProperty2); // 輸出：0
  }
}

public class MyClass
{
  public MyClass(int val)
  {
    MyProperty1 = val < 1 ? 1 : val;
  }

  public int MyProperty1 { get; }

  public int MyProperty2 { get; set; } = 2;
}

獲取屬性或方法的強類型委托

通過反射獲取到對象的屬性和方法后，如果你想通過強類型的方法來訪問或調(diào)用，可以在中間加一層委托。這樣的好處是有利于封裝，調(diào)用者可以明確的知道調(diào)用時需要傳什么參數(shù)。比如下面這個方法，把 Math.Max 方法提取為一個強類型委托：

var tArgs = new Type[] { typeof(int), typeof(int) };
var maxMethod = typeof(Math).GetMethod("Max", tArgs);
var strongTypeDelegate = (Func<int, int, int>)Delegate
  .CreateDelegate(typeof(Func<int, int, int>), null, maxMethod);
Console.WriteLine("3 和 5 之間最大的是：{0}", strongTypeDelegate(3, 5)); // 輸出：5

這個技巧也適用于屬性，可以獲取強類型的 Getter 和 Setter。示例：

var theProperty = typeof(MyClass).GetProperty("MyIntProperty");

// 強類型 Getter
var theGetter = theProperty.GetGetMethod();
var strongTypeGetter = (Func<MyClass, int>)Delegate
  .CreateDelegate(typeof(Func<MyClass, int>), theGetter);
var intVal = strongTypeGetter(target); // 相關于：target.MyIntProperty

// 強類型 Setter
var theSetter = theProperty.GetSetMethod();
var strongTypeSetter = (Action<MyClass, int>)Delegate
  .CreateDelegate(typeof(Action<MyClass, int>), theSetter);
strongTypeSetter(target, 5); // 相當于：target.MyIntProperty = 5

反射獲取自定義特性

以下是四個常見的場景示例。

示例一，找出一個類中標注了某個自定義特性（比如 MyAtrribute）的屬性。

var props = type
  .GetProperties(BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Public | BindingFlags.Instance)
  .Where(prop =>Attribute.IsDefined(prop, typeof(MyAttribute)));

示例二，找出某個屬性的所有自定義特性。

var attributes = typeof(t).GetProperty("Name").GetCustomAttributes(false);

示例三，找出程序集所有標注了某個自定義特性的類。

static IEnumerable<Type> GetTypesWithAttribute(Assembly assembly)
{
  foreach(Type type inassembly.GetTypes())
  {
    if (type.GetCustomAttributes(typeof(MyAttribute), true).Length > 0)
    {
      yield return type;
    }
  }
}

示例四，在運行時讀取自定義特性的值

public static class AttributeExtensions
{
  public static TValue GetAttribute<TAttribute, TValue>(
    this Type type,
    string MemberName,
    Func<TAttribute, TValue> valueSelector,
    bool inherit = false)
    where TAttribute : Attribute
  {
    var att = type.GetMember(MemberName).FirstOrDefault()
      .GetCustomAttributes(typeof(TAttribute), inherit)
      .FirstOrDefault() as TAttribute;
    if (att != null)
    {
      return valueSelector(att);
    }
    return default;
  }
}

// 使用：

class Program
{
  static void Main()
  {
    // 讀取 MyClass 類的 MyMethod 方法的 Description 特性的值
    var description = typeof(MyClass)
      .GetAttribute("MyMethod", (DescriptionAttribute d) => d.Description);
    Console.WriteLine(description); // 輸出：Hello
  }
}
public class MyClass
{
  [Description("Hello")]
  public void MyMethod() { }
}

動態(tài)實例化接口的所有實現(xiàn)類（插件激活）

通過反射來動態(tài)實例化某個接口的所有實現(xiàn)類，常用于實現(xiàn)系統(tǒng)的插件式開發(fā)。比如在程序啟動的時候去讀取指定文件夾（如 Plugins）中的 dll 文件，通過反射獲取 dll 中所有實現(xiàn)了某個接口的類，并在適當?shù)臅r候?qū)⑵鋵嵗４笾聦崿F(xiàn)如下：

interface IPlugin
{
  string Description { get; }
  void DoWork();
}

某個在獨立 dll 中的類：

class HelloPlugin : IPlugin
{
  public string Description => "A plugin that says Hello";
  public void DoWork()
  {
    Console.WriteLine("Hello");
  }
}

在你的系統(tǒng)啟動的時候動態(tài)加載該 dll，讀取實現(xiàn)了 IPlugin 接口的所有類的信息，并將其實例化。

public IEnumerable<IPlugin> InstantiatePlugins(string directory)
{
  var assemblyNames = Directory.GetFiles(directory, "*.addin.dll")
    .Select(name => new FileInfo(name).FullName).ToArray();

  foreach (var fileName assemblyNames)
    AppDomain.CurrentDomain.Load(File.ReadAllBytes(fileName));

  var assemblies = assemblyNames.Select(System.Reflection.Assembly.LoadFile);
  var typesInAssembly = assemblies.SelectMany(asm =>asm.GetTypes());
  var pluginTypes = typesInAssembly.Where(type => typeof (IPlugin).IsAssignableFrom(type));

  return pluginTypes.Select(Activator.CreateInstance).Cast<IPlugin>();
}

檢查泛型實例的泛型參數(shù)

前文提到了構(gòu)造泛型和具象泛型，這里解釋一下。大多時候我們所說的泛型都是指構(gòu)造泛型，有時候也被稱為具象泛型。比如 List<int> 就是一個構(gòu)造泛型，因為它可以通過 new 來實例化。相應的，List<> 泛型是非構(gòu)造泛型，有時候也被稱為開放泛型，它不能被實例化。開放泛型通過反射可以轉(zhuǎn)換為任意的具象泛型，這一點前文有示例。

假如現(xiàn)在有一個泛型實例，出于某種需求，我們想知道構(gòu)建這個泛型實例需要用什么泛型參數(shù)。比如某人創(chuàng)建了一個 List<T> 泛型的實例，并把它作為參數(shù)傳給了我們的一個方法：

var myList = newList<int>();
ShowGenericArguments(myList);

我們的方法簽名是這樣的：

public void ShowGenericArguments(object o)

這時，作為此方法的編寫者，我們并不知道這個 o 對象具體是用什么類型的泛型參數(shù)構(gòu)建的。通過反射，我們可以得到泛型實例的很多信息，其中最簡單的就是判斷一個類型是不是泛型：

public void ShowGenericArguments(object o)
{
  if (o == null) return;
  Type t =o.GetType();
  if (!t.IsGenericType) return;
  ...
}

由于 List<> 本身也是泛型，所以上面的判斷不嚴謹，我們需要知道的是對象是不是一個構(gòu)造泛型（List<int>）。而 Type 類還提供了一些有用的屬性：

typeof(List<>).IsGenericType // true
typeof(List<>).IsGenericTypeDefinition // true
typeof(List<>).IsConstructedGenericType// false

typeof(List<int>).IsGenericType // true
typeof(List<int>).IsGenericTypeDefinition // false
typeof(List<int>).IsConstructedGenericType// true

IsConstructedGenericType 和 IsGenericTypeDefinition 分別用來判斷某個泛型是不是構(gòu)造泛型和非構(gòu)造泛型。

再結(jié)合 Type 的 GetGenericArguments() 方法，就可以很容易地知道某個泛型實例是用什么泛型參數(shù)構(gòu)建的了，例如：

static void ShowGenericArguments(object o)
{
  if (o == null) return;
  Type t = o.GetType();
  if (!t.IsConstructedGenericType) return;
  foreach (Type genericTypeArgument in t.GetGenericArguments())
    Console.WriteLine(genericTypeArgument.Name);
}

以上就是深入了解C#之反射的詳細內(nèi)容，更多關于c# 反射的資料請關注腳本之家其它相關文章！

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