C#反射入門

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MSDN：
ms-help://MS.VSCC.2003/MS.MSDNQTR.2003FEB.2052/cpguide/html/cpcondiscoveringtypeinformationatruntime.htm
提綱：
1、 什麼是反射
2、 命名空間與裝配件的關係
3、 運行期得到類型資訊有什麼用
4、 如何使用反射擷取類型
5、 如何根據類型來動態建立對象
6、 如何擷取方法以及動態調用方法
7、 動態建立委託

 

1、什麼是反射
    Reflection，中文翻譯為反射。
    這是.Net中擷取運行時類型資訊的方式，.Net的應用程式由幾個部分：‘程式集(Assembly)’、‘模組(Module)’、‘類型(class)’組成，而反射提供一種編程的方式，讓程式員可以在程式運行期獲得這幾個組成部分的相關資訊，例如：

    Assembly類可以獲得正在啟動並執行裝配件資訊，也可以動態載入裝配件，以及在裝配件中尋找類型資訊，並建立該類型的執行個體。
Type類可以獲得對象的類型資訊，此資訊包含對象的所有要素：方法、構造器、屬性等等，通過Type類可以得到這些要素的資訊，並且調用之。
MethodInfo包含方法的資訊，通過這個類可以得到方法的名稱、參數、傳回值等，並且可以調用之。
諸如此類，還有FieldInfo、EventInfo等等，這些類都包含在System.Reflection命名空間下。

2、命名空間與裝配件的關係
    很多人對這個概念可能還是很不清晰，對於合格的.Net程式員，有必要對這點進行澄清。
    命名空間類似與Java的包，但又不完全等同，因為Java的包必須按照目錄結構來放置，命名空間則不需要。

    裝配件是.Net應用程式執行的最小單位，編譯出來的.dll、.exe都是裝配件。

    裝配件和命名空間的關係不是一一對應，也不互相包含，一個裝配件裡面可以有多個命名空間，一個命名空間也可以在多個裝配件中存在，這樣說可能有點模糊，舉個例子：
裝配件A：
namespace N1
{
   public class AC1 {…}
   public class AC2 {…}
}
namespace N2
{
   public class AC3 {…}
   public class AC4{…}
}
裝配件B：
namespace N1
{
   public class BC1 {…}
   public class BC2 {…}
}
namespace N2
{
   public class BC3 {…}
   public class BC4{…}
}

    這兩個裝配件中都有N1和N2兩個命名空間，而且各聲明了兩個類，這樣是完全可以的，然後我們在一個應用程式中引用裝配件A，那麼在這個應用程式中，我們能看到N1下面的類為AC1和AC2，N2下面的類為AC3和AC4。
    接著我們去掉對A的引用，加上對B的引用，那麼我們在這個應用程式下能看到的N1下面的類變成了BC1和BC2，N2下面也一樣。
    如果我們同時引用這兩個裝配件，那麼N1下面我們就能看到四個類：AC1、AC2、BC1和BC2。

    到這裡，我們可以清楚一個概念了，命名空間只是說明一個類型是那個族的，比如有人是漢族、有人是回族；而裝配件表明一個類型住在哪裡，比如有人住在北京、有人住在上海；那麼北京有漢族人，也有回族人，上海有漢族人，也有回族人，這是不矛盾的。

    上面我們說了，裝配件是一個類型居住的地方，那麼在一個程式中要使用一個類，就必須告訴編譯器這個類住在哪兒，編譯器才能找到它，也就是說必須引用該裝配件。
    那麼如果在編寫程式的時候，也許不確定這個類在哪裡，僅僅只是知道它的名稱，就不能使用了嗎？答案是可以，這就是反射了，就是在程式啟動並執行時候提供該類型的地址，而去找到它。
有興趣的話，接著往下看吧。

3、運行期得到類型資訊有什麼用
    有人也許疑問，既然在開發時就能夠寫好代碼，幹嘛還放到運行期去做，不光繁瑣，而且效率也受影響。
這就是個見仁見智的問題了，就跟早綁定和晚綁定一樣，應用到不同的場合。有的人反對晚綁定，理由是損耗效率，但是很多人在享受虛函數帶來的好處的時侯還沒有意識到他已經用上了晚綁定。這個問題說開去，不是三言兩語能講清楚的，所以就點到為止了。
    我的看法是，晚綁定能夠帶來很多設計上的便利，合適的使用能夠大大提高程式的複用性和靈活性，但是任何東西都有兩面性，使用的時侯，需要再三衡量。

接著說，運行期得到類型資訊到底有什麼用呢？
還是舉個例子來說明，很多軟體開發人員喜歡在自己的軟體中留下一些介面，其他人可以編寫一些外掛程式來擴充軟體的功能，比如我有一個媒體播放器，我希望以後可以很方便的擴充識別的格式，那麼我聲明一個介面：
public interface IMediaFormat
{
string Extension {get;}
Decoder GetDecoder();
}
這個介面中包含一個Extension屬性，這個屬性返回支援的副檔名，另一個方法返回一個解碼器的對象（這裡我假設了一個Decoder的類，這個類提供把檔案流解碼的功能，擴充外掛程式可以派生之），通過解碼器對象我就可以解釋檔案流。
 那麼我規定所有的解碼外掛程式都必須派生一個解碼器，並且實現這個介面，在GetDecoder方法中返回解碼器對象，並且將其類型的名稱配置到我的設定檔裡面。
 這樣的話，我就不需要在開發播放器的時侯知道將來擴充的格式的類型，只需要從設定檔中擷取現在所有解碼器的類型名稱，而動態建立媒體格式的對象，將其轉換為IMediaFormat介面來使用。
 
 這就是一個反射的典型應用。
4、如何使用反射擷取類型
    首先我們來看如何獲得類型資訊。
    獲得類型資訊有兩種方法，一種是得到執行個體對象
    這個時侯我僅僅是得到這個執行個體對象，得到的方式也許是一個object的引用，也許是一個介面的引用，但是我並不知道它的確切類型，我需要瞭解，那麼就可以通過調用System.Object上聲明的方法GetType來擷取執行個體對象的類型對象，比如在某個方法內，我需要判斷傳遞進來的參數是否實現了某個介面，如果實現了，則調用該介面的一個方法：
…
public void Process( object processObj )
{
 Type t = processsObj.GetType();
 if( t.GetInterface(“ITest”) !=null )
          …
}
…
    另外一種擷取類型的方法是通過Type.GetType以及Assembly.GetType方法，如：
       Type t = Type.GetType(“System.String”);
    需要注意的是，前面我們講到了命名空間和裝配件的關係，要尋找一個類，必須指定它所在的裝配件，或者在已經獲得的Assembly執行個體上面調用GetType。
    本裝配件中類型可以唯寫類型名稱，另一個例外是mscorlib.dll，這個裝配件中聲明的類型也可以省略裝配件名稱（.Net裝配件編譯的時候，預設都引用了mscorlib.dll，除非在編譯的時候明確指定不引用它），比如：
     System.String是在mscorlib.dll中聲明的，上面的Type t = Type.GetType(“System.String”)是正確的
     System.Data.DataTable是在System.Data.dll中聲明的，那麼：
 Type.GetType(“System.Data.DataTable”)就只能得到Null 參考。
     必須：
 Type t = Type.GetType("System.Data.DataTable,System.Data,Version=1.0.3300.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089");
     這樣才可以，大家可以看下面這個文章：
       

http://expert.csdn.net/Expert/topic/2210/2210762.xml?temp=.1919977

     qqchen的回答很精彩

5、如何根據類型來動態建立對象
    System.Activator提供了方法來根據類型動態建立對象，比如建立一個DataTable：

Type t = Type.GetType("System.Data.DataTable,System.Data,Version=1.0.3300.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089");

DataTable table = (DataTable)Activator.CreateInstance(t);

  例二：根據有參數的構造器建立對象
namespace TestSpace {
public class TestClass
{
   private string _value;
   public TestClass(string value) {
 _value=value;
   }
}
}
…
Type t = Type.GetType(“TestSpace.TestClass”);
Object[] constructParms = new object[] {“hello”}; //構造器參數
TestClass obj = (TestClass)Activator.CreateInstance(t,constructParms);
…
把參數按照順序放入一個Object數組中即可
6、如何擷取方法以及動態調用方法
namespace TestSpace
{
   public class TestClass {
     private string _value;
     public TestClass() {
     }
     public TestClass(string value) {
 _value = value;
     }

     public string GetValue( string prefix ) {
 if( _value==null )
     return "NULL";
 else
     return prefix+" : "+_value;
      }

      public string Value {
 set {
  _value=value;
 }
 get {
  if( _value==null )
   return "NULL";
  else
   return _value;
 }
      }
   }
}

    上面是一個簡單的類，包含一個有參數的構造器，一個GetValue的方法，一個Value屬性，我們可以通過方法的名稱來得到方法並且調用之，如：

//擷取類型資訊
Type t = Type.GetType("TestSpace.TestClass");
//構造器的參數
object[] constuctParms = new object[]{"timmy"};
//根據類型建立對象
object dObj = Activator.CreateInstance(t,constuctParms);
//擷取方法的資訊
MethodInfo method = t.GetMethod("GetValue");
//調用方法的一些標誌位，這裡的含義是Public並且是執行個體方法，這也是預設的值
BindingFlags flag = BindingFlags.Public | BindingFlags.Instance;
//GetValue方法的參數
object[] parameters = new object[]{"Hello"};
//調用方法，用一個object接收傳回值
object returnValue = method.Invoke(dObj,flag,Type.DefaultBinder,parameters,null);

    屬性與方法的調用大同小異，大家也可以參考MSDN

7、動態建立委託
    委託是C#中實現事件的基礎，有時候不可避免的要動態建立委託，實際上委託也是一種類型：System.Delegate，所有的委託都是從這個類派生的
    System.Delegate提供了一些靜態方法來動態建立一個委託，比如一個委託：

namespace TestSpace {
   delegate string TestDelegate(string value);
   public class TestClass {
 public TestClass() {
         }
         public void GetValue(string value) {
             return value;
         }
    }
}
 
使用樣本：
TestClass obj = new TestClass();
  
//擷取類型，實際上這裡也可以直接用typeof來擷取類型
Type t = Type.GetType(“TestSpace.TestClass”);
//建立代理，傳入類型、建立代理的對象以及方法名稱
TestDelegate method = (TestDelegate)Delegate.CreateDelegate(t,obj,”GetValue”);

String returnValue = method(“hello”);