C#高级编程--反射与特性

(相关资料图)

特性attribute，特性是一种允许我们向程序集添加元数据的语言结构。特性是用于保存程序结构信息的特殊的类；

目标target，应用/添加了特性的程序结构（program construct）叫做目标；

消费者consumer，用来获取和使用元数据/特性的程序叫做特性的消费者；

.NET有很多内置特性，也可以自定义特性；将特性用于描述程序结构；

编译器获取源代码，并从特性产生关于源代码的描述信息（元数据），然后将元数据放到程序集中；

消费者程序读取特性/元数据，编译器既生成特性，同时也消费特性；

Type对象：

对于程序中用到的每一个类型，CLR都会创建一个包含这个类型的信息的Type对象；

不管该类型创建多少个实例，都只有一个Type对象，并且同时关联到该类及该类的所有实例；

获取Type对象的三种方法

//获取type对象的三种方法

//1、Type类的静态方法，只能传入类名字符串作为参数

Type t1 = Type.GetType("Person");

//2、使用typeof关键字，只能传入类名作为参数，而不能传入字符串或者类对象；

Type t2 = typeof(Person);

//3、使用object的实例方法，实例化的对象，调用基类object的GetType方法，无需参数；

Person p = new Person();

Type t3 = p.GetType();

//错误示例

Type t4;

//t4 = Type.GetType(Person); //错误：静态方法不能传入类名

//t4 = Type.GetType(p);//错误：静态方法不能传入类对象

//t4 = typeof("Person");//错误：typeof不能传入类名字符串

//t4 = typeof(p);//错误：typeof不能传入类对象

元数据metadata，有关程序及其类型的数据被称为元数据，它们保存在程序的程序集中；

反射reflection，程序在运行时，可以查看其他程序集或自身程序集的元数据。运行中程序查看元数据的行为叫做反射；

特性目标

[AttributeUsage(AttributeTargets.Property | AttributeTargets.Field),

AllowMultiple=false,Inherited=false]

public class FieldNameAtrribute:Attribute{

private string _fieldName;

public FieldNameAtrribute(string fieldName){_fieldName=fieldName;}

}

特性的特点：

• 特性可以用到那些程序元素上（特性目标AttributeTargets）；
• 特性是否可以多次使用（AllowMultiple）;
• 特性用到基类上或者接口上时，是否允许子类继承（Inherited）；
• 特性需要那些参数（包括可选参数和必选参数）；

特性分类（按用途）：

• 用于编译器的特性（影响编译过程，如条件编译特性Conditional，过期标记特性Obsolete）；
• 用于特性类的特性（指定自定义特性类的一些特点，如指定自定义特性用途的特性AttributeUsage）；
• 用于标记元数据的自定义特性（为程序元素添加描述信息的元数据）；

消费（查找使用）特性的本质：反射从程序集中读取元数据（特性），并实例化他们所表示的特性类。

特性分类（按程序元素）

• 全局特性，应用于程序集，必须显示指定；
• 局部特性，应用于其他程序元素（可以隐式或显示指定目标元素）；

使用特性时的注意事项：

• 使用特性时，可以省略特性类名后的Attribute，当然也可以不省略，二者等价；
• 使用特性时，小括号中的参数有两类：位置参数和命名参数；
• 位置参数是指该特性类的构造函数中的参数；
• 命名参数并不是构造函数中的参数，而是该特性类中的公共字段/属性（这一点与普通类不同）；

示例代码

#define condition1#undef condition1using System;using System.Data;using System.Diagnostics;using System.IO;using System.Linq;using System.Reflection;using System.Runtime.InteropServices;namespace ConsoleCore3{    class Program    {        static void Main(string[] args)        {            AttributeTest();        }        static void AttributeTest()        {            Person p = new Person("tom");            //通过Person对象获取该类的Type对象            Type t = p.GetType();            //判断该程序元素上是否定义（添加）了某个特性            bool isDefined = t.IsDefined(typeof(SerializableAttribute));            Console.WriteLine($"SerializableAttribute defined:{isDefined}");//True            //通过属性名获取属性的元数据（描述信息）            PropertyInfo pInfo_Name = t.GetProperty("Name");            //通过反射获取属性类型            bool isString = pInfo_Name.PropertyType == typeof(String);            Console.WriteLine($"pName is string:{isString}");            //通过反射获取属性值            Console.WriteLine($"Name={pInfo_Name.GetValue(p)}");            //通过反射为属性赋值            pInfo_Name.SetValue(p, "王英");            Console.WriteLine($"Name={p.Name}");            //通过反射获取属性上是否添加（定义）了某个特性            isDefined = pInfo_Name.IsDefined(typeof(FieldNameAttribute));            Console.WriteLine($"FieldNameAttribute defined:{isDefined}");//True            //获取字段上添加的特性对象（元数据）            FieldNameAttribute attr = pInfo_Name.GetCustomAttribute(typeof(FieldNameAttribute)) as FieldNameAttribute;            //从读取的特性中获取元数据            Console.WriteLine($"FieldName={attr.FieldName},Comment={attr.Comment}");            //通过反射获取某个方法            MethodInfo mInfo_SayHi = t.GetMethod("SayHi");            //通过反射调用方法            mInfo_SayHi.Invoke(p, null);            //通过反射获取某个方法--有参数            MethodInfo mInfo_Eat = t.GetMethod("Eat");            //调用有参方法            mInfo_Eat.Invoke(p, new object[] { "馒头" });            //输出结果            //SerializableAttribute defined:True            //pName is string:True            //Name = tom            //Name = 王英            //FieldNameAttribute defined:True            //FieldName = 姓名, Comment = 这是姓名属性            //hello world            //馒头 真好吃        }        static void UnsafeTest()        {            unsafe            {                // 错误 CS0208  无法获取托管类型(“Person”)的地址和大小，或者声明指向它的指针                 //int size = sizeof(Person);                int size = sizeof(double);//8                Console.WriteLine(size);                Student s = new Student();                //错误 CS0208  无法获取托管类型(“Program.Student”)的地址和大小，或者声明指向它的指针                //Student*  sp = & s;            }            var p = new Person();            //CS0233“Person”没有预定义的大小，因此 sizeof 只能在不安全的上下文中使用              // int size =  sizeof(Person)        }        unsafe struct Student        {            string name;            int age;        }        static void AssemblyTest2()        {            const string className = "mynamespace.Calculator";            Assembly ass = Assembly.LoadFrom(@"D:\VSFile2019\ConsoleCore1\calculator\bin\Debug\netcoreapp3.1\calculator.dll");            //使用Invoke调用函数            //CreateInstance的参数string typeName，必须是 命名空间.类名 的格式；            //typeName参数区分大小写            object cal = ass.CreateInstance(className);            Console.WriteLine(cal);            //calculator.Calculator            //GetMethod的参数name区分大小写；            //Invoke第一个参数是类的实例化对象，第二个参数是所调用的函数的参数列表，以object数组形式传递            //object[]中的元素个数必须和函数所需参数个数完全一致，否则报错；            //object[]中的元素类型必须与参数与类型一致，或者能够隐式转换为目标类型，否则报错；            object res = cal.GetType().GetMethod("Add").Invoke(cal, new object[] { 1.5, "a" });            Console.WriteLine(res);//3.5            //使用动态类型调用函数            dynamic calculator = ass.CreateInstance(className);            //动态类型没有智能提示，容易出现拼写错误            dynamic result = calculator.Add(2.2, 3.0);            Console.WriteLine(result);//5.2            //调用一个不存在的函数，编译器不会报错，只有等到运行时才会出现异常；            //:“"mynamespace.Calculator" does not contain a definition for "Pow"”            //calculator.Pow(2, 3);            //大小写拼写错误，编译器不会有智能提示，只有等到运行时才会出现异常；            //:“"mynamespace.Calculator" does not contain a definition for "add"”            calculator.add(5, 6);        }        static void AssemblyTest()        {            //通过dll名称 获取程序集            Assembly ass = Assembly.Load("itextsharp");            //itextsharp, Version=5.5.7.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=8354ae6d2174ddca            Console.WriteLine(ass);            //  Console.WriteLine("types--------------");            //  ass.GetTypes().ToList().ForEach (c => Console.WriteLine(c)) ;            Assembly ass2 = Assembly.LoadFile(@"D:\VSFile2019\仲裁文档标准化项目V1.0\AxInterop.DSOFramer.dll");            //AxInterop.DSOFramer, Version=2.2.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=null            Console.WriteLine(ass2);            ass2.GetTypes().ToList().ForEach(c => Console.WriteLine(c));            Console.ReadLine();        }        static void TypeTest2()        {            Type t = typeof(Person);            Console.WriteLine(t.BaseType);  //System.Object            t.GetConstructors().ToList().ForEach(c => Console.WriteLine(c));//Void .ctor()            Console.WriteLine("properties--------------");            t.GetProperties().ToList().ForEach(c => Console.WriteLine(c));            Console.WriteLine("fields--------------");            t.GetFields().ToList().ForEach(c => Console.WriteLine(c));            Console.WriteLine("members--------------");            t.GetMembers().ToList().ForEach(c => Console.WriteLine(c));            //System.Object            //Void.ctor()            //properties--------------            //Int32 Age            //System.String Name            //fields--------------            //Int32 id            //members--------------            //Int32 get_Age()            //Void set_Age(Int32)            //System.String get_Name()            //Void set_Name(System.String)            //Void SayHi()            //System.Type GetType()            //System.String ToString()            //Boolean Equals(System.Object)            //Int32 GetHashCode()            //Void.ctor()            //Int32 Age            //System.String Name            //Int32 id        }        static void TestType()        {            //获取type对象的三种方法            //1、Type类的静态方法，只能传入类名字符串作为参数            Type t1 = Type.GetType("Person");            //2、使用typeof关键字，只能传入类名作为参数，而不能传入字符串或者类对象；            Type t2 = typeof(Person);            //3、使用object的实例方法，实例化的对象，调用基类object的GetType方法，无需参数；            Person p = new Person();            Type t3 = p.GetType();            //错误示例            Type t4;            //t4 = Type.GetType(Person); //错误：静态方法不能传入类名            //t4 = Type.GetType(p);//错误：静态方法不能传入类对象            //t4 = typeof("Person");//错误：typeof不能传入类名字符串            //t4 = typeof(p);//错误：typeof不能传入类对象        }        //条件编译特性，该特性使用者为编译器        //因此只需在对应方法上标记该特性，而无需手动通过反射获取该特性        //如果定义了宏 condition1，则编译该方法，否则编译器忽略该方法        [Conditional("condition1")]        static void TraceMessage(string s)        {            Console.WriteLine(s);        }        static void ConditionalTest()        {            TraceMessage("开始");//如果定义了宏#define condition1，编译器就编译本行代码，否则就忽略            Console.WriteLine("Hello World!");            TraceMessage("结束");//如果定义了宏#define condition1，编译器就编译本行代码，否则就忽略        }    }    [Serializable]    class Person    {        // [FieldName("Age")] 该特性只能在属性上使用，而不能在字段上使用AttributeTargets.Property        //如果想要在多种程序元素上使用，可以使用按位或运算符，连接各种目标元素        //AttributeTargets multiTargets = AttributeTargets.Field|AttributeTargets.Property|AttributeTargets.ReturnValue;        public Person()        {        }        public Person(string name)        {            Name = name;        }        public int id;        [FieldName("Age")]        // [FieldName("Age")] 该特性不能在同一个程序元素上重复使用 AllowMultiple = false        public int Age { get; set; }        [FieldName("姓名", Comment = "这是姓名属性")]        public string Name { get; set; }        public void SayHi()        {            Console.WriteLine("hello world");        }        public void Eat(string food)        {            Console.WriteLine($"{food} 真好吃");        }    }    //用于描述特性用途的特性    // AttributeTargets特性目标，描述该特性可以用于哪些程序元素    //AllowMultiple 是否允许在同一个程序元素上添加多次    //Inherited 是否允许子类继承该特性    [AttributeUsage(AttributeTargets.Property, AllowMultiple = false, Inherited = false)]    public class FieldNameAttribute : Attribute    {        public string Comment { get; set; }        private string _fieldName;        public FieldNameAttribute(string fieldName)        {            _fieldName = fieldName;        }        public string FieldName { get => _fieldName; set => _fieldName = value; }    }}