C# --反射详解

反射定义

　　反射提供了封装程序集、模块和类型的对象（Type类型）。可以使用反射动态创建类型的实例，将类型绑定到现有对象，或从现有对象获取类型并调用其方法或访问其字段和属性。如果代码中使用了特性，可以利用反射对它们进行访问。【MSDN】

使用场景

• 需要访问程序元数据的特性。
• 检查和实例化程序集中的类型。
• 在运行时构建新类型。使用System.Reflection.Emit中的类。
• 执行后期绑定，访问在运行时创建的类型的方法。【MSDN】

形象说明

　　地球的内部结构：地球的内部结构大体可以分为三层：地壳、地幔和地核。地壳是固体，地核是液体，地幔则是半液半固的结构（地理知识）。如何在地球表面不用深入地球内部就知道其内部结构呢？答案是：向地球发射“地震波”。地震波分两种，一种是横波，另一种是纵波。横波只能穿透固体，而纵波既可以穿透固体又可以穿透液体。通过在地面对纵波和横波的返回情况，我们就可以大体断定地球内部的构造了。

　　B型超声波：大家体检的时候都做过B超吧，B超可以透过肚皮探测到你的内脏的生理情况。这是如何做到的呢？答案是：它可以透过肚皮向你体内发射B型超声波，当超声波遇到内脏壁的时候就会产生一定的“回音”反射，然后把“回音”进行处理就可以显示出你的内脏的情况了。（部分细节不予追究）

　　大家注意到这两个例子的共同特点，就是从一个对象的外部去了解对象内部的构造，而且都是利用了波的反射功能。在.NET中的反射也可以实现从对象的外部来了解对象（或程序集）内部结构的功能，哪怕你不知道这个对象（或程序集）是什么，另外.NET中的反射还可以动态创建出对象并执行它其中的方法。

　　反射是.NET中重要的机制，通过反射，可以在运行时获得程序或程序集中每一个类型（包括类、结构、委托、接口和枚举等）的成员和成员的信息。有了反射，即可对每一个类型了如指掌。另外我还可以直接创建对象，即使这个对象的类型在编译时还不知道。

反射的用途

（1）使用Assembly定义和加载程序集，加载在程序集中的所有模块以及从此程序集中查找类型并创建该类型的实例。
（2）使用Module了解包含模块的程序集以及模块中的类等，还可以获取在模块上定义的所有全局方法或其他特定的非全局方法。
（3）使用ConstructorInfo了解构造函数的名称、参数、访问修饰符（如pulic 或private）和实现详细信息（如abstract或virtual）等。
（4）使用MethodInfo了解方法的名称、返回类型、参数、访问修饰符（如pulic 或private）和实现详细信息（如abstract或virtual）等。
（5）使用FiedInfo了解字段的名称、访问修饰符（如public或private）和实现详细信息（如static）等，并获取或设置字段值。
（6）使用EventInfo了解事件的名称、事件处理程序数据类型、自定义属性、声明类型和反射类型等，添加或移除事件处理程序。
（7）使用PropertyInfo了解属性的名称、数据类型、声明类型、反射类型和只读或可写状态等，获取或设置属性值。
（8）使用ParameterInfo了解参数的名称、数据类型、是输入参数还是输出参数，以及参数在方法签名中的位置等。

反射用到的命名空间

System.Reflection
System.Type
System.Reflection.Assembly

反射用到的主要类

System.Type 类－－通过这个类可以访问任何给定数据类型的信息。
System.Reflection.Assembly 类－－它可以用于访问给定程序集的信息，或者把这个程序集加载到程序中。

System.Type类用法

　　System.Type类对于反射起着核心的作用。但它是一个抽象的基类，Type有与每种数据类型对应的派生类，我们使用这个派生类的对象的方法、字段、属性来查找有关该类型的所有信息。获取给定类型的Type引用有3种常用方式：

1、使用 C# typeof 运算符

Type t = typeof(string);

• 1

2、 使用对象GetType()方法

string s = "grayworm";
Type t = s.GetType(); 

3、还可以调用Type类的静态方法GetType()

扫描二维码关注公众号，回复： 5353649 查看本文章

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

Type类的属性

• Name数据类型名
• FullName 数据类型的完全限定名(包括命名空间名)
• Namespace 定义数据类型的命名空间名
• IsAbstract 指示该类型是否是抽象类型
• IsArray 指示该类型是否是数组
• IsClass 指示该类型是否是类
• IsEnum 指示该类型是否是枚举
• IsInterface 指示该类型是否是接口
• IsPublic 指示该类型是否是公有的
• IsSealed 指示该类型是否是密封类
• IsValueType 指示该类型是否是值类型

Type类的方法

• GetConstructor(), GetConstructors()：返回ConstructorInfo类型，用于取得该类的构造函数的信息
• GetEvent(), GetEvents()：返回EventInfo类型，用于取得该类的事件的信息
• GetField(), GetFields()：返回FieldInfo类型，用于取得该类的字段（成员变量）的信息
• GetInterface(), GetInterfaces()：返回InterfaceInfo类型，用于取得该类实现的接口的信息
• GetMember(), GetMembers()：返回MemberInfo类型，用于取得该类的所有成员的信息
• GetMethod(), GetMethods()：返回MethodInfo类型，用于取得该类的方法的信息
• GetProperty(), GetProperties()：返回PropertyInfo类型，用于取得该类的属性的信息

我们可以调用这些成员，其方式是调用Type的InvokeMember()方法，或者调用MethodInfo, PropertyInfo和其他类的Invoke()方法。

实例应用

//实例类
class ReflectionClass
{
    public int id;

    private string name;
    /// <summary>
    /// 姓名
    /// </summary>
    public string Name
    {
        get { return name; }
        set { name = value; }
    }
    private string age;
    /// <summary>
    /// 年龄
    /// </summary>
    public string Age
    {
        get { return age; }
        set { age = value; }
    }
    private string sex;
    /// <summary>
    /// 性别
    /// </summary>
    public string Sex
    {
        get { return sex; }
        set { sex = value; }
    }

    public ReflectionClass(string name, string age)
    {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public ReflectionClass(string sex)
    {
        this.sex = sex;
    }
    public ReflectionClass()
    { }

    public void Show()
    {
        Console.WriteLine("姓名：" + name + "\n" + "年龄：" + age + "\n" + "性别：" + sex);
    }
}

1、查看类中的构造方法

ReflectionClass rc = new ReflectionClass();
Type t = rc.GetType();
ConstructorInfo[] ciArray = t.GetConstructors(); //获取类的所有构造函数
foreach (ConstructorInfo ci in ciArray)
{
    ParameterInfo[] piArray = ci.GetParameters(); //取出每个构造函数的所有参数
    foreach (ParameterInfo pi in piArray)
    {
        Console.WriteLine(pi.ParameterType.ToString()+"\n"+pi.Name+"\n");
    }
}

打印结果：

图1-1 查看类中的构造方法

2、用构造函数动态生成对象

Type t = typeof(ReflectionClass);
Type[] pt = new Type[2];
pt[0]=typeof(string);
pt[1]=typeof(string);
//根据参数类型获取构造函数
ConstructorInfo ci = t.GetConstructor(pt);
//构造Object数组，作为构造函数的输入参数
object[] obj = new object[2] {"zhangsan","23"};
//调用构造函数生成对象
object o = ci.Invoke(obj);
//调用生成的对象的方法测试是否对象生成成功
((ReflectionClass)o).Show();

打印结果：

图1-2 用构造函数动态生成对象

3、用Activator生成对象

Type t = typeof(ReflectionClass);
object[] obj = new object[2] {"zhangsan","23"};
//用Activator的CreateInstance静态方法，生成新对象
object o = Activator.CreateInstance(t, obj);
((ReflectionClass)o).Show();

打印结果：

图1-3 用Activator生成对象

4、查看类中的属性

ReflectionClass rc = new ReflectionClass();
Type t = rc.GetType();
PropertyInfo[] piArray = t.GetProperties();
foreach (PropertyInfo pi in piArray)
{
    Console.WriteLine(pi.Name);
}

打印结果：

图1-4 查看类中的属性

5、查看类中的public方法

ReflectionClass rc = new ReflectionClass();
Type t = rc.GetType();
MethodInfo[] mi = t.GetMethods();
foreach (MethodInfo method in mi)
{
    Console.WriteLine(method.ReturnType + "\n" + method.Name);
}

打印结果：

图1-5 查看类中的public方法

6、查看类中的public字段

ReflectionClass rc = new ReflectionClass();
Type t = rc.GetType();
FieldInfo[] fi = t.GetFields();
foreach (FieldInfo fieldInfo in fi)
{
    Console.WriteLine(fieldInfo.Name);
}

打印结果：

图1-6 查看类中public字段

7、用反射生成对象，并调用属性、方法和字段进行操作

ReflectionClass rc = new ReflectionClass();
Type t = rc.GetType();
object obj = Activator.CreateInstance(t);
//取得ID字段
FieldInfo fi = t.GetField("id");
//给ID字段赋值
fi.SetValue(obj, 2);
//取得Name属性
PropertyInfo piName = t.GetProperty("Name");
//给Name属性赋值
piName.SetValue(obj, "jujianfei", null);
PropertyInfo piAge = t.GetProperty("Age");
piAge.SetValue(obj, "23", null);
//取得Show方法
MethodInfo mi = t.GetMethod("Show");
//调用Show方法
mi.Invoke(obj, null);
Console.WriteLine("ID为：" + ((ReflectionClass)obj).id);

打印结果：

图1-7 综合应用

System.Reflection.Assembly类的用法

　　Assembly类可以获得程序集的信息，也可以动态的加载程序集，以及在程序集中查找类型信息，并创建该类型的实例。使用Assembly类可以降低程序集之间的耦合性，有利于软件结构的合理化。
1、通过程序集名称返回Assembly对象

Assembly assembly = Assembly.Load("ReflectionDemo2");

2、通过DLL文件名称返回Assembly对象

Assembly assembly = Assembly.LoadFrom("ReflectionDemo2.dll");

3、通过Assembly获取程序集中类

Type t = assembly.GetType("ReflectionDemo2.ReflectionClass"); //参数必须是类的全名

4、通过Assembly获取程序集中所有的类

Type[] tArray = assembly.GetTypes(); 

5、通过程序集的名称反射

Assembly assembly = Assembly.Load("ReflectionDemo2");
Type t = assembly.GetType("ReflectionDemo2.ReflectionClass"); //参数必须是类的全名
object o = Activator.CreateInstance(t,"男");
MethodInfo mi = t.GetMethod("Show");
mi.Invoke(o,null);

打印结果：

图1-8 通过程序集的名称反射

6、通过DLL文件全名反射其中的所有类型

Assembly assembly = Assembly.LoadFrom("ReflectionDemo2.dll");
Type[] tArray = assembly.GetTypes();
foreach (Type t in tArray)
{
    if (t.FullName == "a.b.c")
    {
        object o = Activator.CreateInstance(t);
    }
}

总结

　　上面的例子，都是对类中public修饰的成员的操作，实际上private和protected修饰的成员也可以访问到，详情请看：Ｃ#之玩转反射，这里不再做具体的探索。