C# 反射與dynamic最佳組合示例代碼

分類:IT技術 時間:2017-09-25

在 C# 中反射技術應用廣泛,至於什麽是反射.........你如果不了解的話,請看下段說明,否則請跳過下段。廣告一下:喜歡我文章的朋友請關註一下我的blog,這也有助於提高本人寫作的動力。

反射:當你背對一個美女或帥哥卻不能回頭仔細觀察研究時(純屬虛構,如有巧合、純屬雷同),一面小鏡子就能滿足你的需求。在 C# 編程過程中也經常遇到類似的情況:有一個別人寫的 dll 類庫你想使用卻沒程序文檔資料......此時通過 C# Runtime 提供的功能,你可以把該 dll 類庫加載到你的程序中,並細細研究 dll 的每一部分內容,這就是 C# 中的反射。

個人認為反射最突出的優點或存在的合理性:在不修改程序原碼的情況下,實現程序功能的動態調整(Runtime動態對象創建)

示例:

 interface IRun {
  void Run();
 }
 class Person : IRun
 {
  public void Run()
  {
   Console.WriteLine("走,去LOL啊!");
  }
 }
 class Car : IRun
 {
  public void Run()
  {
   Console.WriteLine("嗚...........");
  }
 }
 class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   IRun e = new Person();
   e.Run();
   Console.ReadLine();
  }
 }

如果將上面的Run功能並不一定是由Person來執行,有時需要是Car有時需要Person。常見的解決方案是添加 if 等判斷結構,如下:

 static void Main(string[] args)
  {
   Console.WriteLine("請輸入:Car或Person");
   string type = Console.ReadLine();
   IRun e = null;
   if ("Car" == type)
   {
    e = new Car();
   }else if("Person" == type)
   {
    e = new Person();
   }
   if(null != e)
    e.Run();
   Console.ReadLine();
  }

這種結構確是解決了現在的需求,但並不健壯。隨著 IRun 接口實現、相關類的繼承的增加,上面的判斷結構也會飛速增長。面向對象編程、設計模式均遵循的一大原則就是封裝變換,所以上面的程序無法很好的應對變化。在此我們並不涉及 “設計模式的” 的知識,因此下面的示例代碼只為簡化上面的程序、並未刻意套用設計模式相關知識。如下:     

 static void Main(string[] args)
  {
   Console.WriteLine("請輸入:Car或Person");
   string type = Console.ReadLine();
   string classPath = String.Format("namespace.{0}", type);
   IRun e = Activator.CreateInstance(null, classPath).Unwrap() as IRun;

   if(null != e)
    e.Run();
   Console.ReadLine();
  }

經過上面的修改,程序可自行根據用戶的輸入,通過Activator.CreateInstance創建 IRun 的實例,程序此處不會再隨 IRun 的實現者增多這種問題的影響而發生變化。上面的這種優點就是通過反射得到的,也是我所認為的“反射存在的合理性”。

Activator、Assembly 實現反射方式創建對象

C#中反射方式創建對象可以通過 Activator.CreateInstance(靜態)和 Assembly.CreateInstance(非靜態)來實現,其中Assembly.CreateInstance 內部調用的仍是Activator.CreateInstance。

根據要動態創建的類型對象是否處於當前程序集之中,可將反射創建對象分為:創建程序集內的類型對象與創建程序集外的類型對象。

創建程序集內的類型對象

  private static void ReflectionIRun1(string className)
  {
   string classPath = String.Format("namespace.{0}", className);
   //參數 null ,指出所要創建類型對象位於當前程序集 
   var handler = Activator.CreateInstance(null, classPath);
   IRun e = (IRun)handler.Unwrap();
   Console.WriteLine(e.Run());
  }
  private static void ReflectionIRun2(string className)
  {
   string classPath = String.Format("namespace.{0}", className);
   //typeof(IRun).Assembly 獲取 IRun 類型所在的程序集
   object obj = typeof(IRun).Assembly.CreateInstance(null, classPath);
   IRun e = (IRun)obj;
   Console.WriteLine(e.Run());
  }

創建程序集外的類型對象

項目中增加一個 類庫 (另一個程序集),如下圖:

添加一個 Boss 類,如下:

namespace Lib
{
 public class Boss
 {
  private string name = "老大";
  
  public string Name{
   get {return name;}
  }
  public string Talk()
  {
   return "你們都被開除了......";
  }
  //老板不會算賬,總是多付錢,所以很有自知之明的將Payfor設為private,防止外部人員調用
  private int Payfor(int total)
  {
   return total + 10;
  }
 }
} 

獲取 一個 Boss 對象前,首先添加對 Lib 的引用,獲取示例如下:

 private static void ReflectionBoss1()
  {
   string classPath ="Lib.Boss";
   //"Lib" 參數指明要加載的程序集(即要創建的對象類型在哪個程序集中定義)
   var handler = Activator.CreateInstance("Lib", classPath);
   Boss b = handler.Unwrap() as Boss;
   Console.WriteLine(b.Talk());
  }
  private static void ReflectionBoss2()
  {
   string classPath ="Lib.Boss";
   //Assembly.Load("Lib") 加載的程序集(即要創建的對象類型在哪個程序集中定義)
   var assembly = Assembly.Load("Lib");
   Boss b = (Boss)assembly.CreateInstance(classPath);
   Console.WriteLine(b.Talk());
  } 

關於反射時CLR如何查找並定位要加載的程序集,請參考MSDN中關於反射相關的知識。

反射訪問字段、調用方法(屬性)

反射除可以幫我們動態創建對象外,還可幫我們動態訪問對象的方法(屬性)或字段,因 C# 版本不同具體方法會有變更或擴展,更深入內容請參考MSDN。下面僅作簡單示例(標準用法)。

給老板改名,示例:      

 private static void ReflectionBoss1()
  {
   string classPath = "Lib.Boss";
   //"Lib" 參數指明要加載的程序集(即要創建的對象類型在哪個程序集中定義)
   var handler = Activator.CreateInstance("Lib", classPath);
   Boss b = handler.Unwrap() as Boss;
   //關鍵代碼
   FieldInfo f = b.GetType().GetField("name", BindingFlags.GetField | BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance);
   f.SetValue(b, "小二");
   Console.WriteLine("{0}:{1}", b.Name, b.Talk());
  }

輸出:

讓老板付錢:

private static void ReflectionBoss1()
  {
   string classPath = "Lib.Boss";
   //"Lib" 參數指明要加載的程序集(即要創建的對象類型在哪個程序集中定義)
   var handler = Activator.CreateInstance("Lib", classPath);
   Boss b = handler.Unwrap() as Boss;
   //關鍵代碼
   MethodInfo method = b.GetType().GetMethod("Payfor", BindingFlags.InvokeMethod | BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance);
   object money = method.Invoke(b, new object[] { 10 });
   Console.WriteLine("DW039:老大給我報銷10元錢車費......");
   Console.WriteLine("{0}:.....,算不清了,給你這些吧。",b.Name);
   Console.WriteLine("DW039:......");
   Console.WriteLine("{0}:{1}", b.Name,money);
   Console.WriteLine("DW039:老大你真棒!");
  }

輸出:

dynamic 與 反射 雙劍合璧

因為反射是運行時的類型操作,所以在編程時面臨類型不確定的問題。根據上一篇《C# 匿名對象(匿名類型)、var、動態類型 dynamic》講得 dynamic 動態類型結合我們編寫的反射程序,可以大大優化程序邏輯(訪問受保護級別限制的代碼不在此範圍內)。

上面代碼的優化:

private static void ReflectionBoss1()
  {
   string classPath ="Lib.Boss";
   var handler = Activator.CreateInstance("Lib", classPath);
   dynamic b = handler.Unwrap();
   Console.WriteLine(b.Talk());
  }
  private static void ReflectionBoss2()
  {
   string classPath ="Lib.Boss";
   var assembly = Assembly.Load("Lib");
   dynamic b = assembly.CreateInstance(classPath);
   Console.WriteLine(b.Talk());
  } 

通過 dynamic 動態類型對象 b 來調用反射得到對象的屬性、方法可直接調用,從而省去了頻繁的類型轉換操作。

反射常見應用場景

應用場景我印象最深刻的是 MS Petshop 示例,從SQL Server 數據庫切換到 Oracle 數據庫時反射獲得不同的數據訪問層。然我實際項目中從未遇到過中途切換數據庫的情況,其他應用場景基本類似上面的示例。如果朋友你發現更多的應用場景,請給予補充,3ks。

反射的優缺點

優點:反射使程序更靈活

缺點:反射運行速度相對較慢

至於反射相比普通程序慢,我沒有進行過測試也不打算進行。現實情況是:Ms提倡使用 dynamic、Mvc流行、Ms對CLR不斷優化、機器性能的提升,所以你在開發中無需過多考慮反射的性能問題。如果你寫的程序運行速度出現了瓶頸(應首先確保自己程序寫的合理),研究一下數據庫優化、數據緩存、web緩存、負載均衡等技術我認為更實際一些。


Tags: C# 反射 quot Console Person 程序

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