C#反射与特性(二)：探究反射

在上一章中，我们探究了 C# 引入程序集的各种方法，这一章节笔者将探究 C# 中使用反射的各种操作和代码实践。

目录

• 1，反射的使用概述
  • 1.1 什么是反射
  • 1.2 反射可以做什么
  • 1.3 Type 类
  • 1.4 反射使用归类
  • 1.4 Type 一些常用属性
• 2，获取 Type
  • 2.1 获取 Type 类型
  • 2.2 数组 Type
    • 生成数组 Type
    • 获取数组 Type
    • 获取数组的元素类型、维数
    • 矩形数组（交错数组）
  • 2.3 嵌套类型
  • 2.4 泛型 Type
    • 泛型信息
    • 泛型相关
  • 2.5 方法的参数和 ref / out

1，反射的使用概述

1.1 什么是反射

《C# 7.0 本质论》中：

反射 是指对程序集中的元数据进行检查的过程。

《C# 7.0 核心技术指南》中：

在运行时检查并使用元数据和编译代码的操作称为 反射 。

Microsoft Docs ：

反射提供描述程序集、模块和类型的对象。 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，然后调用其方法或访问其字段和属性。

1.2 反射可以做什么

《C# 7.0 本质论》、《C# 7.0 核心技术指南》、《Microsoft Docs》中，关于反射的作用，提纲整理如下：

• 需要访问程序元数据中的特性时；
• 检查和实例化程序集中的类型；
• 在运行时构建新类型（ Emit 技术）；
• 执行后期绑定，访问在运行时创建的类型上的方法；
• 访问程序集中类型的元数据： 其中包括像完整类型名和成员名这样的构造，以及对一个构造进行修饰的任何特性。·使用元数据在运行时动态调用类型的成员，而不是使用编译时绑定。
• .NET通过 C# 语言提供的诸多服务（例如动态绑定、序列化、数据绑定和 Remoting）都是依托于元数据的： 我们的应用程序可以充分地利用这些元数据，甚至可以通过自定义特性向元数据中添加信息。我们甚至可以通过 System.Reflection.Emit 命名空间中的类在运行时动态创建新的元数据和可执行IL（中间语言）指令。

1.3 Type 类

System.Type

表示类型声明：类类型、接口类型、数组类型、值类型、枚举类型、类型参数、泛型类型定义，以及开放或封闭构造的泛型类型。

Type 类型是反射技术的基础，反射所有操作都离不开 Type。

1.4 反射使用归类

C# 中，一个类型，可有以下元素组成：

类型名、构造函数/参数、方法/方法参数、字段、属性、基类型、继承接口等。

而我们使用反射技术时，一般关注以下的信息：

1.4 Type 一些常用属性

            Type type = typeof(Program);
            Console.WriteLine(type.Namespace);
            Console.WriteLine(type.Name);	// 类型名称
            Console.WriteLine(type.FullName); // 类型的完全限定名
            Assembly ass = type.Assembly;
            Console.WriteLine(ass.FullName);

输出：

Mytest
Program
Mytest.Program
ConsoleApp4, Version=1.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=null

下面，笔者将慢慢探究 C# 中关于 反射 的内容以及实践验证。

2，获取 Type

2.1 获取 Type 类型

获取 Type 主要有两种方法：

        Type type1 = typeof(MyClass);
        MyClass myClass = new MyClass();
        Type type2 = myClass.GetType();

typeof() 静态方法，可以直接获取一个类型的 Type；

.GetType() 则是获取一个实例的类型；

两种方法想必各位以及司空见惯~

反射一般是编写代码时，很多情况不能明确下才使用，一般结合程序集来获取；

            Assembly ass = Assembly.LoadFrom(@"C:\Program Files\dotnet\packs\Microsoft.NETCore.App.Ref\3.0.0\ref\netcoreapp3.0\System.Console.dll");
            // 获取当前控制台程序的程序集，并且获取 Console 这个类型
            // 注意，要使用完全限定名
            Type type = ass.GetType("System.Console");
            Type[] types = ass.GetTypes();
            Console.WriteLine("type: " + type.Name);
            // 获取 System.Console.dll 中的所有类型
            foreach (var item in types)
                Console.WriteLine("item: " + item.Name);
            Console.ReadKey();

关于完全限定名，要根据实际情况填写。

2.2 数组 Type

获取数组的 Type ，这里有两种情况，一种是将类型生成类型的数组，另一种是本身就是数组类型；

例如说，

本身是 int 类型， 生成 int[] 数组的 Type 类型；

本身是 int[] 类型，生成 int[] 数组的 Type 类型；

生成数组 Type

前者通过实例的 MakeArrayType() 方法生成，示例如下

            // int 生成 int[]
            Type typeArray_A = typeof(int).MakeArrayType();
            // int 生成 int[,] 多维数组
            Type typeArray_B = typeof(int).MakeArrayType(2);
            Console.WriteLine(typeArray_A.Name);
            Console.WriteLine(typeArray_B.Name);
            Console.ReadKey();

输出

Int32[]
Int32[,]

如果是交错数组 [][] 呢。。。怎么创建。。。别急。。。后面有。。。

获取数组 Type

如果一个类型本身就是数组呢？

            Type type = typeof(int[]);
            Console.WriteLine(type);

不需要进行任何操作。。。

获取数组的元素类型、维数

假如有个数组 int[] ，我们要获取数组的元素类型 int，可以使用

            Type type = typeof(int[]);
            Type type1 = type.GetElementType();
            Console.WriteLine(type1.Name);

获取一个多维数组有维数

            Type type = typeof(int[,,,,,,,,,,]);
            Console.WriteLine(type.GetArrayRank());

输出：11

            Type type = typeof(int[][][][][]);
            Console.WriteLine(type.GetArrayRank());

输出：1

矩形数组（交错数组）

int[,] 这样的，称为多维数组；

而 int[][] 这样的，称为矩形数组、交错数组、锯齿数组（称呼有点多）。

关于这方面的知识，可以参考笔者的另一篇文章： https://www.cnblogs.com/whuanle/p/9936047.html

Type 中，没有创建交错数组的方式，因为实际上，交错数组是 数组的数组，例如 (int[]) 的数组。

            // 先获取一个类型
            Type arrayType = typeof(int[]);
            Type _Array = arrayType.MakeArrayType();
            Console.WriteLine(_Array.Name);

输出

Int32[][]

2.3 嵌套类型

嵌套类型的使用跟正常的类型一致，嵌套类型的完全限定名称由 {类型}+{嵌套类型} 组成，其它地方没有什么差异。

在 Program 创建一个类 MyClass 。

            Type type = typeof(Program.MyClass);
            Console.WriteLine(type.Namespace);
            Console.WriteLine(type.Name);
            Console.WriteLine(type.FullName);
            Assembly ass = type.Assembly;
            Console.WriteLine(ass.FullName);

输出：

Mytest
MyClass
Mytest.Program+MyClass
ConsoleApp4, Version=1.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=null

完全限定名称： Mytest.Program+MyClass ，由加号 + 连接。

2.4 泛型 Type

泛型信息

先看以下例子

        Type typeA = typeof(Dictionary<,>);
        Type typeB = typeof(Dictionary<string, int>);
        Type typeC = typeof(List<>);
        Type typeD = typeof(List<string>);

然后打印 Name

            Console.WriteLine(typeA.Name);
            Console.WriteLine(typeB.Name);
            Console.WriteLine(typeC.Name);
            Console.WriteLine(typeD.Name);

输出

Dictionary`2
Dictionary`2
List`1
List`1

打印 FullName

            Console.WriteLine(typeA.FullName);
            Console.WriteLine(typeB.FullName);
            Console.WriteLine(typeC.FullName);
            Console.WriteLine(typeD.FullName);

输出

System.Collections.Generic.Dictionary`2
System.Collections.Generic.Dictionary`2[[System.String, System.Private.CoreLib, Version=4.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=7cec85d7bea7798e],[System.Int32, System.Private.CoreLib, Version=4.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=7cec85d7bea7798e]]
System.Collections.Generic.List`1
System.Collections.Generic.List`1[[System.String, System.Private.CoreLib, Version=4.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=7cec85d7bea7798e]]

Dictionary 2 ，这个 `后表示此泛型类型有多少个泛型参数。

使用 .Name 看不出参数以及参数类型； FullName 可以看到完整的参数。

泛型相关

Type 中，与 泛型 有关的函数如下：

            Type typeA = typeof(Dictionary<,>);
            Type typeB = typeof(Dictionary<string, int>);
            Console.WriteLine(typeA.IsGenericMethodParameter +"|"+typeB.IsGenericMethodParameter);
            Console.WriteLine(typeA.IsGenericParameter + "|" + typeB.IsGenericParameter);
            Console.WriteLine(typeA.IsGenericType + "|" + typeB.IsGenericType);
            Console.WriteLine(typeA.IsGenericTypeDefinition + "|" + typeB.IsGenericTypeDefinition);
            Console.WriteLine(typeA.IsGenericTypeParameter + "|" + typeB.IsGenericTypeParameter);

输出：

False|False
False|False
True|True
True|False
False|False

老实说，除了 IsGenericType ，其它的我都不懂什么意思。

GetGenericArguments() 可以获取泛型的参数类型；

            Type type = typeof(Dictionary<string, int>);
            Type[] list = type.GetGenericArguments();
            foreach (var item in list)
                Console.WriteLine(item.Name);

输出

String
Int32

2.5 方法的参数和 ref / out

创建一个类型

        public class MyClass
            public void Test(string str, ref string a, out string b)
                b = "666";
                Console.WriteLine(b);
        }

获取方法的参数列表

            // 获取一个方法的参数列表
            ParameterInfo[] paramList = typeof(MyClass).GetMethod(nameof(MyClass.Test)).GetParameters();
            foreach (var item in paramList)
                Console.WriteLine(item);

输出：

System.String str
System.String& a