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C# 反射

反射指程序可以访问、检测和修改它本身状态或行为的一种能力。

程序集包含模块，而模块包含类型，类型又包含成员。反射则提供了封装程序集、模块和类型的对象。

您可以使用反射动态地创建类型的实例，将类型绑定到现有对象，或从现有对象中获取类型。然后，可以调用类型的方法或访问其字段和属性。

优缺点

优点：

  1. 反射提高了程序的灵活性和扩展性。  2. 降低耦合性，提高自适应能力。  3. 它允许程序创建和控制任何类的对象，无需提前硬编码目标类。

缺点：

  1. 性能问题：使用反射基本上是一种解释操作，用于字段和方法接入时要远慢于直接代码。因此反射机制主要应用在对灵活性和拓展性要求很高的系统框架上，普通程序不建议使用。

  2. 使用反射会模糊程序内部逻辑；程序员希望在源代码中看到程序的逻辑，反射却绕过了源代码的技术，因而会带来维护的问题，反射代码比相应的直接代码更复杂。

一、反射（Reflection）的用途

反射（Reflection）有下列用途：

  1. 它允许在运行时查看特性（attribute）信息。

  2. 它允许审查集合中的各种类型，以及实例化这些类型。

  3. 它允许延迟绑定的方法和属性（property）。

  4. 它允许在运行时创建新类型，然后使用这些类型执行一些任务。

  （1）使用Assembly定义和加载程序集，加载在程序集清单中列出模块，以及从此程序集中查找类型并创建该类型的实例。

  （2）使用Module了解包含模块的程序集以及模块中的类等，还可以获取在模块上定义的所有全局方法或其他特定的非全局方法。

  （3）使用ConstructorInfo了解构造函数的名称、参数、访问修饰符（如public 或private）和实现详细信息（如abstract或virtual）等。

  （4）使用MethodInfo了解方法的名称、返回类型、参数、访问修饰符（如public 或private）和实现详细信息（如abstract或virtual）等。

  （5）使用FieldInfo了解字段的名称、访问修饰符（如public或private）和实现详细信息（如static）等，并获取或设置字段值。

  （6）使用EventInfo了解事件的名称、事件处理程序数据类型、自定义属性、声明类型和反射类型等，添加或移除事件处理程序。

  （7）使用PropertyInfo了解属性的名称、数据类型、声明类型、反射类型和只读或可写状态等，获取或设置属性值。

  （8）使用ParameterInfo了解参数的名称、数据类型、是输入参数还是输出参数，以及参数在方法签名中的位置等。

二、查看元数据

我们已经在上面的章节中提到过，使用反射（Reflection）可以查看特性（attribute）信息。

System.Reflection 类的 MemberInfo 对象需要被初始化，用于发现与类相关的特性（attribute）。为了做到这点，您可以定义目标类的一个对象，如下：

 System.Reflection.MemberInfo info = typeof(MyClass);

下面的程序演示了这点：

 using System; [AttributeUsage(AttributeTargets.All)] public class HelpAttribute : System.Attribute { public readonly string Url; public string Topic // Topic 是一个命名（named）参数 { get { return topic; } set { topic = value; } } public HelpAttribute(string url) // url 是一个定位（positional）参数 { this.Url = url; } private string topic; } [HelpAttribute("Information on the class MyClass")] class MyClass { } namespace AttributeAppl { class Program { static void Main(string[] args) { System.Reflection.MemberInfo info = typeof(MyClass); object[] attributes = info.GetCustomAttributes(true); for (int i = 0; i < attributes.Length; i++) { System.Console.WriteLine(attributes[i]); } Console.ReadKey(); } } }

当上面的代码被编译和执行时，它会显示附加到类 MyClass 上的自定义特性：

 HelpAttribute

实例

在本实例中，我们将使用在上一章中创建的 DeBugInfo 特性，并使用反射（Reflection）来读取 Rectangle 类中的元数据。

 using System; using System.Reflection; namespace BugFixApplication { // 一个自定义特性 BugFix 被赋给类及其成员 [AttributeUsage(AttributeTargets.Class | AttributeTargets.Constructor | AttributeTargets.Field | AttributeTargets.Method | AttributeTargets.Property, AllowMultiple = true)] public class DeBugInfo : System.Attribute { private int bugNo; private string developer; private string lastReview; public string message; public DeBugInfo(int bg, string dev, string d) { this.bugNo = bg; this.developer = dev; this.lastReview = d; } public int BugNo { get { return bugNo; } } public string Developer { get { return developer; } } public string LastReview { get { return lastReview; } } public string Message { get { return message; } set { message = value; } } } [DeBugInfo(45, "Zara Ali", "12/8/2012", Message = "Return type mismatch")] [DeBugInfo(49, "Nuha Ali", "10/10/2012", Message = "Unused variable")] class Rectangle { // 成员变量 protected double length; protected double width; public Rectangle(double l, double w) { length = l; width = w; } [DeBugInfo(55, "Zara Ali", "19/10/2012", Message = "Return type mismatch")] public double GetArea() { return length * width; } [DeBugInfo(56, "Zara Ali", "19/10/2012")] public void Display() { Console.WriteLine("Length: {0}", length); Console.WriteLine("Width: {0}", width); Console.WriteLine("Area: {0}", GetArea()); } }//end class Rectangle class ExecuteRectangle { static void Main(string[] args) { Rectangle r = new Rectangle(4.5, 7.5); r.Display(); Type type = typeof(Rectangle); // 遍历 Rectangle 类的特性 foreach (Object attributes in type.GetCustomAttributes(false)) { DeBugInfo dbi = (DeBugInfo)attributes; if (null != dbi) { Console.WriteLine("Bug no: {0}", dbi.BugNo); Console.WriteLine("Developer: {0}", dbi.Developer); Console.WriteLine("Last Reviewed: {0}", dbi.LastReview); Console.WriteLine("Remarks: {0}", dbi.Message); } } // 遍历方法特性 foreach (MethodInfo m in type.GetMethods()) { foreach (Attribute a in m.GetCustomAttributes(true)) { DeBugInfo dbi = (DeBugInfo)a; if (null != dbi) { Console.WriteLine("Bug no: {0}, for Method: {1}", dbi.BugNo, m.Name); Console.WriteLine("Developer: {0}", dbi.Developer); Console.WriteLine("Last Reviewed: {0}", dbi.LastReview); Console.WriteLine("Remarks: {0}", dbi.Message); } } } Console.ReadLine(); } } }

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

 Length: 4.5 Width: 7.5 Area: 33.75 Bug No: 49 Developer: Nuha Ali Last Reviewed: 10/10/2012 Remarks: Unused variable Bug No: 45 Developer: Zara Ali Last Reviewed: 12/8/2012 Remarks: Return type mismatch Bug No: 55, for Method: GetArea Developer: Zara Ali Last Reviewed: 19/10/2012 Remarks: Return type mismatch Bug No: 56, for Method: Display Developer: Zara Ali Last Reviewed: 19/10/2012 Remarks:

三、反射的用法

反射用到的命名空间：

 System.Reflection System.Type System.Reflection.Assembly

反射用到的主要类：

  System.Type 类－－通过这个类可以访问任何给定数据类型的信息。  System.Reflection.Assembly类－－它可以用于访问给定程序集的信息，或者把这个程序集加载到程序中。

● System.Type类：

  System.Type 类对于反射起着核心的作用。但它是一个抽象的基类，Type有与每种数据类型对应的派生类，我们使用这个派生类的对象的方法、字段、属性来查找有关该类型的所有信息。  获取给定类型的Type引用有3种常用方式：

 • 使用 C# typeof 运算符。 Type t = typeof(string); • 使用对象GetType()方法。 string s = "grayworm"; Type t = s.GetType(); • 还可以调用Type类的静态方法GetType()。 Type t = Type.GetType("System.String");

上面这三类代码都是获取string类型的Type，在取出string类型的Type引用t后，我们就可以通过t来探测string类型的结构了。

 string n = "grayworm"; Type t = n.GetType(); foreach (MemberInfo mi in t.GetMembers()) { Console.WriteLine("{0}\t{1}", mi.MemberType, mi.Name); }

Type类的属性：

 Name 数据类型名 FullName 数据类型的完全限定名(包括命名空间名) Namespace 定义数据类型的命名空间名 IsAbstract 指示该类型是否是抽象类型 IsArray 指示该类型是否是数组 IsClass 指示该类型是否是类 IsEnum 指示该类型是否是枚举 IsInterface 指示该类型是否是接口 IsPublic 指示该类型是否是公有的 IsSealed 指示该类型是否是密封类 IsValueType 指示该类型是否是值类型

Type类的方法：

 GetConstructor(), GetConstructors()：返回ConstructorInfo类型，用于取得该类的构造函数的信息 GetEvent(), GetEvents()：返回EventInfo类型，用于取得该类的事件的信息 GetField(), GetFields()：返回FieldInfo类型，用于取得该类的字段（成员变量）的信息 GetInterface(), GetInterfaces()：返回InterfaceInfo类型，用于取得该类实现的接口的信息 GetMember(), GetMembers()：返回MemberInfo类型，用于取得该类的所有成员的信息 GetMethod(), GetMethods()：返回MethodInfo类型，用于取得该类的方法的信息 GetProperty(), GetProperties()：返回PropertyInfo类型，用于取得该类的属性的信息 可以调用这些成员，其方式是调用Type的InvokeMember()方法，或者调用MethodInfo, PropertyInfo和其他类的Invoke()方法。

 查看类中的构造方法： NewClassw nc = new NewClassw(); Type t = nc.GetType(); ConstructorInfo[] ci = t.GetConstructors(); //获取类的所有构造函数 foreach (ConstructorInfo c in ci) //遍历每一个构造函数 { ParameterInfo[] ps = c.GetParameters(); //取出每个构造函数的所有参数 foreach (ParameterInfo pi in ps) //遍历并打印所该构造函数的所有参数 { Console.Write(pi.ParameterType.ToString()+" "+pi.Name+","); } Console.WriteLine(); } 用构造函数动态生成对象： Type t = typeof(NewClassw); Type[] pt = new Type[2]; pt[0] = typeof(string); pt[1] = typeof(string); //根据参数类型获取构造函数 ConstructorInfo ci = t.GetConstructor(pt); //构造Object数组，作为构造函数的输入参数 object[] obj = new object[2]{"grayworm","hi.baidu.com/grayworm"}; //调用构造函数生成对象 object o = ci.Invoke(obj); //调用生成的对象的方法测试是否对象生成成功 //((NewClassw)o).show(); 用Activator生成对象： Type t = typeof(NewClassw); //构造函数的参数 object[] obj = new object[2] { "grayworm", "hi.baidu.com/grayworm" }; //用Activator的CreateInstance静态方法，生成新对象 object o = Activator.CreateInstance(t,"grayworm","hi.baidu.com/grayworm"); //((NewClassw)o).show(); 查看类中的属性： NewClassw nc = new NewClassw(); Type t = nc.GetType(); PropertyInfo[] pis = t.GetProperties(); foreach(PropertyInfo pi in pis) { Console.WriteLine(pi.Name); } 查看类中的public方法： NewClassw nc = new NewClassw(); Type t = nc.GetType(); MethodInfo[] mis = t.GetMethods(); foreach (MethodInfo mi in mis) { Console.WriteLine(mi.ReturnType+" "+mi.Name); } 查看类中的public字段 NewClassw nc = new NewClassw(); Type t = nc.GetType(); FieldInfo[] fis = t.GetFields(); foreach (FieldInfo fi in fis) { Console.WriteLine(fi.Name); } (http://hi.baidu.com/grayworm) 用反射生成对象，并调用属性、方法和字段进行操作 NewClassw nc = new NewClassw(); Type t = nc.GetType(); object obj = Activator.CreateInstance(t); //取得私有字段ID FieldInfo fi = t.GetField("ID", BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance); //给ID字段赋值 fi.SetValue(obj, "k001"); //取得MyName属性 PropertyInfo pi1 = t.GetProperty("MyName"); //给MyName属性赋值 pi1.SetValue(obj, "grayworm", null); PropertyInfo pi2 = t.GetProperty("MyInfo"); pi2.SetValue(obj, "hi.baidu.com/grayworm", null); //取得show方法 MethodInfo mi = t.GetMethod("show"); //调用show方法 mi.Invoke(obj, null);

● System.Reflection.Assembly类

  Assembly类可以获得程序集的信息，也可以动态的加载程序集，以及在程序集中查找类型信息，并创建该类型的实例。  使用Assembly类可以降低程序集之间的耦合，有利于软件结构的合理化。

 通过程序集名称返回Assembly对象 Assembly ass = Assembly.Load("ClassLibrary831"); 通过DLL文件名称返回Assembly对象 Assembly ass = Assembly.LoadFrom("ClassLibrary831.dll"); 通过类型返回Assembly对象 Assembly editorAssembly = Assembly.GetAssembly(typeof(NewClassw)); 通过Assembly获取程序集中类 Type t = ass.GetType("ClassLibrary831.NewClass"); //参数必须是类的全名 通过Assembly获取程序集中所有的类 Type[] t = ass.GetTypes();

 //通过程序集的名称反射 Assembly ass = Assembly.Load("ClassLibrary831"); Type t = ass.GetType("ClassLibrary831.NewClass"); object o = Activator.CreateInstance(t, "grayworm", "http://hi.baidu.com/grayworm"); MethodInfo mi = t.GetMethod("show"); mi.Invoke(o, null); //通过DLL文件全名反射其中的所有类型 Assembly assembly = Assembly.LoadFrom("xxx.dll的路径"); Type[] aa = a.GetTypes(); foreach(Type t in aa) { if(t.FullName == "a.b.c") { object o = Activator.CreateInstance(t); } }