C#中反射(Reflection)的详细介绍

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简介

C#反射技术主要基于System.Type类和System.Reflection.Assemble类,通过Type类可以访问关于任何数据类型的信息,Assemble类用于访问给定程序集的相关信息,或把这个程序集加载到程序中。

一.System.Type类

Type类是一个抽象类。只要实例化了一个Type对象,实际上就实例化了Type的一个派生类。尽管一般情况下派生类只提供各种Type方法和属性的不同重载,但是这些方法和属性返回对应数据类型的正确数据,Type有与每种数据类型对应的派生类。它们一般不添加新的方法或属性 通常,获取指向任何给定的Type引用有三种常用方式:

使用typeof运算符,这个运算符的参数是类型的名称,但不放在引号中:

Type t =typeof(double);

使用GetType()方法,所以类都会从System.Object继承这个方法:

double d =10;
Type t = d.GetType();

在一个变量上调用GetType()方法,返回的Type对象只与该数据类型相关,不包含该类型实例的任何信息。

调用Type类的静态方法GetType():

Type t =Type.GetType("System.Double");

Type是很多反射功能的入口,它实现很多方法和属性,可用的属性都是只读的:可以使用Type确定数据的类型,但不能使用它修改该类型。

1.Type属性

由Type实现的属性分为3类。 包含与类相关的各种名称的字符串: Name: 数据类型名 FullName: 数据类型的完全限定名(包含名称空间) Namespace: 在其中定义数据类型的名称空间名 *获取Type对象的引用的属性: BaseType: 该对象的直接基本类型 UnderlyingSystemType: 该Type在.NET运行库中映射到的类型 布尔属性 IsAbstract,IsArray,IsClass,IsEnum等判断Type是什么类型的属性。

2.方法

System.Type的大多数方法都用于获取对应数据类型的成员信息:构造函数,属性,方法和事件等。它有许多方法,但它们都有相同的模式。例如,获取数据类型的方法的信息:GetMethod()和GetMethods()。GetMethod()方法返回MethodInfo对象的一个引用,其中包含一个指定方法的细节信息;而GetMethods()返回这种引用的一个数组。 在这里插入图片描述

二.Assembly类

Assembly类允许访问给定程序集的元数据,它也包含可以加载和执行程序集(假定该程序集是可执行的)的方法。与Type类一样,Assembly类包含非常多的方法和属性,这里只介绍与特性有关的成员,其它成员可以去MSDN有关的成员,其它成员可以去MSDN

在这里插入图片描述 在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

在使用Assembly实例做一些工作前,需要把相应的程序集加载到正在运行的进程中。可以使用静态方法Assembly.Load()或Assembly.LoadFrom()。Load()方法的参数程序集的名称,运行库会在各个位置上搜索该程序集,这些位置包括本地目录和全局程序集缓存。而LoadFrom()方法的参数是程序集的完整路径名,它不会在其它位置搜索该程序集:

Assembly assembly1 = Assembly.Load(“WhatsNewAttributes");
Assembly assembly2 = Assembly.LoadFrom(“E:\WhatsNewAttributes\bin\Debug\WhatsNewAttributes");

这两个方法都有许多其它重载版本。

1.获取在程序集中定义的类型的详细信息

Assembly类调用GetType()方法可以获得相应程序集中定义的所有类型的详细信息,它返回一个包含所有类型的详细信息的System.Type引用数组:

Type[] types = assembly1.GetType();
 
foreach(Type t in types)
{
 
}

2.获取自定义特性的详细信息

如果需要确定程序集关联了什么自定义特性,就需要调用Attribute类的一个静态方法GetCustomAttributes():

Assembly assembly1 = Assembly.Load(“WhatsNewAttributes");
Attribute[] attribs = Attribute.GetCustomAttributes(assembly1);

GetCustomAttributes方法用于获取程序集的特性,他有两个重载方法:如果在调用它时,除了程序集的引用外,没有其它参数,该方法就会返回这个程序集定义的所以自定义特性;如果指定第二个参数,第二个参数表示特性类的一个Type对象,GetCustomAttributes方法返回指定特性类型的特性数组。 所有的特性都作为一般的Attribute引用来获取。如果需要调用为自定义特性定义的任何方法或属性,就需要把这些引用显示转换为自定义特性类。 如果要获得与方法,构造函数和字段等的特性,就需要调用MethodInfo,ConstructorInfo,FieldInfo等类的GetCustomAttributes()方法。 下面通过一个例子演示,自定义特性和反射

编写自定义特性

namespace WhatsNewAttributes
  {
      [AttributeUsage(
          AttributeTargets.Class | AttributeTargets.Method,
          AllowMultiple = true, Inherited = false)]
      public class LastModifiedAttribute : Attribute
      {
          private readonly DateTime _dateModified;
          private readonly string _changes;
 
          public LastModifiedAttribute(string dateModified, string changes)
          {
              _dateModified = DateTime.Parse(dateModified);
              _changes = changes;
          }
 
          public DateTime DateModified
          {
              get { return _dateModified; }
          }
 
          public string Changes
          {
              get { return _changes; }
          }
 
          public string Issues { get; set; }
      }
 
      [AttributeUsage(AttributeTargets.Assembly)]
      public class SupportsWhatsNewAttribute : Attribute
      {
      }
  }

对VectorClass和其成员使用自定义特性

[assembly: SupportsWhatsNew]
 
  namespace VectorClass
  {
      [LastModified("14 Feb 2010", "IEnumerable interface implemented " +
                                   "So Vector can now be treated as a collection")]
      [LastModified("10 Feb 2010", "IFormattable interface implemented " +
                                   "So Vector now responds to format specifiers N and VE")]
      class Vector : IFormattable, IEnumerable
      {
          public double x, y, z;
 
          public Vector(double x, double y, double z)
          {
              this.x = x;
              this.y = y;
              this.z = z;
          }
 
          [LastModified("10 Feb 2010", "Method added in order to provide formatting support")]
          public string ToString(string format, IFormatProvider formatProvider)
          {
              if (format == null)
                  return ToString();
              string formatUpper = format.ToUpper();
              switch (formatUpper)
              {
                  case "N":
                      return "|| " + Norm().ToString() + " ||";
                  case "VE":
                      return String.Format("( {0:E}, {1:E}, {2:E} )", x, y, z);
                  case "IJK":
                      StringBuilder sb = new StringBuilder(x.ToString(), 30);
                      sb.Append(" i + ");
                      sb.Append(y.ToString());
                      sb.Append(" j + ");
                      sb.Append(z.ToString());
                      sb.Append(" k");
                      return sb.ToString();
                  default:
                      return ToString();
              }
          }
 
          public Vector(Vector rhs)
          {
              x = rhs.x;
              y = rhs.y;
              z = rhs.z;
          }
 
          [LastModified("14 Feb 2010", "Method added in order to provide collection support")]
          public IEnumerator GetEnumerator()
          {
              return new VectorEnumerator(this);
          }
 
          public override string ToString()
          {
              return "( " + x + " , " + y + " , " + z + " )";
          }
 
          public double this[uint i]
          {
              get
              {
                  switch (i)
                  {
                      case 0:
                          return x;
                      case 1:
                          return y;
                      case 2:
                          return z;
                      default:
                          throw new IndexOutOfRangeException(
                              "Attempt to retrieve Vector element" + i);
                  }
              }
              set
              {
                  switch (i)
                  {
                      case 0:
                          x = value;
                          break;
                      case 1:
                          y = value;
                          break;
                      case 2:
                          z = value;
                          break;
                      default:
                          throw new IndexOutOfRangeException(
                              "Attempt to set Vector element" + i);
                  }
              }
          }
 
          public static bool operator ==(Vector lhs, Vector rhs)
          {
              if (System.Math.Abs(lhs.x - rhs.x) < double.Epsilon &&
                  System.Math.Abs(lhs.y - rhs.y) < double.Epsilon &&
                  System.Math.Abs(lhs.z - rhs.z) < double.Epsilon)
                  return true;
              else
                  return false;
          }
 
          public static bool operator !=(Vector lhs, Vector rhs)
          {
              return !(lhs == rhs);
          }
 
          public static Vector operator +(Vector lhs, Vector rhs)
          {
              Vector result = new Vector(lhs);
              result.x += rhs.x;
              result.y += rhs.y;
              result.z += rhs.z;
              return result;
          }
 
          public static Vector operator *(double lhs, Vector rhs)
          {
              return new Vector(lhs * rhs.x, lhs * rhs.y, lhs * rhs.z);
          }
 
          public static Vector operator *(Vector lhs, double rhs)
          {
              return rhs * lhs;
          }
 
          public static double operator *(Vector lhs, Vector rhs)
          {
              return lhs.x * rhs.x + lhs.y + rhs.y + lhs.z * rhs.z;
          }
 
          public double Norm()
          {
              return x * x + y * y + z * z;
          }
 
          #region enumerator class
          [LastModified("14 Feb 2010", "Class created as part of collection support for Vector")]
          private class VectorEnumerator : IEnumerator
          {
              readonly Vector _theVector;      // Vector object that this enumerato refers to 
              int _location;   // which element of _theVector the enumerator is currently referring to 
 
              public VectorEnumerator(Vector theVector)
              {
                  _theVector = theVector;
                  _location = -1;
              }
 
              public bool MoveNext()
              {
                  ++_location;
                  return (_location > 2) ? false : true;
              }
 
              public object Current
              {
                  get
                  {
                      if (_location < 0 || _location > 2)
                          throw new InvalidOperationException(
                              "The enumerator is either before the first element or " +
                              "after the last element of the Vector");
                      return _theVector[(uint)_location];
                  }
              }
 
              public void Reset()
              {
                  _location = -1;
              }
 
          }
          #endregion
      }
  }

通过反射获取程序集VectorClass和其成员的自定义特性

namespace LookUpWhatsNew
    {
        internal class WhatsNewChecker
        {
            private static readonly StringBuilder outputText = new StringBuilder(1000);
            private static DateTime backDateTo = new DateTime(2010, 2, 1);
 
            private static void Main()
            {
                Assembly theAssembly = Assembly.Load("VectorClass");
                Attribute supportsAttribute =
                    Attribute.GetCustomAttribute(
                        theAssembly, typeof (SupportsWhatsNewAttribute));
                string name = theAssembly.FullName;
 
                AddToMessage("Assembly: " + name);
                if (supportsAttribute == null)
                {
                    AddToMessage(
                        "This assembly does not support WhatsNew attributes");
                    return;
                }
                else
                {
                    AddToMessage("Defined Types:");
                }
                 
                Type[] types = theAssembly.GetTypes();
                foreach (Type definedType in types)
                    DisplayTypeInfo(definedType);
 
                MessageBox.Show(outputText.ToString(),
                                "What\'s New since " + backDateTo.ToLongDateString());
                Console.ReadLine();
            }
 
            private static void DisplayTypeInfo(Type type)
            {
                // make sure we only pick out classes
                if (!(type.IsClass))
                    return;
                AddToMessage("\nclass " + type.Name);
 
                Attribute[] attribs = Attribute.GetCustomAttributes(type);
                if (attribs.Length == 0)
                    AddToMessage("No changes to this class");
                else
                    foreach (Attribute attrib in attribs)
                        WriteAttributeInfo(attrib);
 
                MethodInfo[] methods = type.GetMethods();
                AddToMessage("CHANGES TO METHODS OF THIS CLASS:");
                foreach (MethodInfo nextMethod in methods)
                {
                    object[] attribs2 =
                        nextMethod.GetCustomAttributes(
                            typeof (LastModifiedAttribute), false);
                    if (attribs2 != null)
                    {
                        AddToMessage(
                            nextMethod.ReturnType + " " + nextMethod.Name + "()");
                        foreach (Attribute nextAttrib in attribs2)
                            WriteAttributeInfo(nextAttrib);
                    }
                }
            }
 
            private static void WriteAttributeInfo(Attribute attrib)
            {
                LastModifiedAttribute lastModifiedAttrib =
                    attrib as LastModifiedAttribute;
                if (lastModifiedAttrib == null)
                    return;
 
                // check that date is in range
                DateTime modifiedDate = lastModifiedAttrib.DateModified;
                if (modifiedDate < backDateTo)
                    return;
 
                AddToMessage("  MODIFIED: " +
                             modifiedDate.ToLongDateString() + ":");
                AddToMessage("    " + lastModifiedAttrib.Changes);
                if (lastModifiedAttrib.Issues != null)
                    AddToMessage("    Outstanding issues:" +
                                 lastModifiedAttrib.Issues);
            }
 
            private static void AddToMessage(string message)
            {
                outputText.Append("\n" + message);
            }
        }
    }