第 15 章：反射

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：

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。
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。
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。