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第 15 章:反射

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反射(Reflection)是 C#编程中的一种强大工具,它允许程序在运行时检查和操作自身的结构。这一章将详细介绍反射的概念、如何使用反射获取类型信息、创建对象以及调用方法。

什么是反射

反射是指程序可以自省(self-examine)或自我修改,它允许你在运行时动态地获取类型信息、创建对象、调用方法等。反射主要用于以下场景:

  • 动态加载和使用程序集(assembly)中的类型
  • 调试和测试
  • 实现序列化、依赖注入等框架

反射的核心类是 System.Type,它提供了获取类型信息的方法。

Type 类

System.Type 类是反射的核心,通过它你可以获取任何类型的详细信息。下面我们来看一个示例:

using System; public class Person { public string Name { get; set; } public int Age { get; set; } public void Speak() { Console.WriteLine("Hello, my name is " + Name); } } class Program { static void Main(string[] args) { Type type = typeof(Person); Console.WriteLine("Type Name: " + type.Name); Console.WriteLine("Namespace: " + type.Namespace); Console.WriteLine("Base Type: " + type.BaseType); } }

在这个例子中,我们通过 typeof(Person) 获取了 Person 类的 Type 对象,并输出了类型名称、命名空间和基类信息。

获取类型信息

反射还可以用来获取一个类型的详细信息,包括属性、方法和构造函数等。在下面的示例中,我们将展示如何获取 Person 类的属性和方法信息:

using System; using System.Reflection; class Program { static void Main(string[] args) { Type type = typeof(Person); Console.WriteLine("Properties:"); foreach (PropertyInfo property in type.GetProperties()) { Console.WriteLine(property.Name); } Console.WriteLine("\nMethods:"); foreach (MethodInfo method in type.GetMethods()) { Console.WriteLine(method.Name); } } }

运行结果将列出 Person 类的所有属性和方法。

创建对象

反射不仅能获取类型信息,还可以动态地创建对象。以下示例展示了如何使用反射创建 Person 类的实例:

using System; using System.Reflection; class Program { static void Main(string[] args) { Type type = typeof(Person); object obj = Activator.CreateInstance(type); PropertyInfo nameProperty = type.GetProperty("Name"); nameProperty.SetValue(obj, "John"); PropertyInfo ageProperty = type.GetProperty("Age"); ageProperty.SetValue(obj, 30); MethodInfo speakMethod = type.GetMethod("Speak"); speakMethod.Invoke(obj, null); } }

在这个例子中,我们使用 Activator.CreateInstance 动态创建了一个 Person 类的实例,并通过反射设置其属性值和调用方法。

调用方法

反射可以用来调用方法,包括获取方法信息和执行方法。在前面的示例中,我们已经展示了如何调用 Speak 方法。下面是更复杂的用法,包括带参数的方法调用:

public class Calculator { public int Add(int x, int y) { return x + y; } } class Program { static void Main(string[] args) { Type type = typeof(Calculator); object obj = Activator.CreateInstance(type); MethodInfo addMethod = type.GetMethod("Add"); object result = addMethod.Invoke(obj, new object[] { 10, 20 }); Console.WriteLine("Result of Add: " + result); } }

在这个例子中,我们通过反射动态调用了 Add 方法,并传递了参数。

反射的注意事项

虽然反射非常强大和灵活,但使用时需要注意以下几点:

  1. 性能问题:反射操作通常比直接调用慢,因为它需要进行大量的元数据操作。
  2. 安全问题:反射可以绕过访问修饰符限制,因此在使用时要慎重,避免破坏封装性和安全性。
  3. 版本兼容性:反射依赖于类型的结构,类型的一些改变可能会导致反射代码失效。

通过本章节的学习,我们了解了反射的基本概念和用途,掌握了如何使用 Type 类获取类型信息,动态创建对象以及调用方法。反射在很多高级编程场景中都有广泛的应用,但使用时需要注意性能和安全问题。