C#自学笔记：反射

反射

反射

什么是程序集

程序集是由编译器编译得到的，供进一步编译执行的那个中间产物

在Windows系统中，它一般表现为后缀为 .dll （库文件）或者是 .exe（可执行文件）的格式

说人话：

• 程序集就是我们写的一个代码集合，我们现在写的所有代码
• 最终都会被编译器翻译成一个程序集供别人使用
• 比如一个代码库文件（dll）或者一个可执行文件（exe）

元数据

元数据就是用来描述数据的数据

这个概念不仅仅用于程序上，在别的领域也有元数据

说人话：

• 程序中的类，类中的函数、变量等信息就是程序的元数据
• 有关程序以及类型的数据被称为元数据，它们保存在程序集中

在 C# 中，元数据通常包括以下几种类型：

1. 类型信息：描述类型的基本结构，如类、接口、方法、属性、字段等。
2. 程序集信息：程序集的版本、名称、引用的其他程序集等。
3. 反射信息：通过反射获取的有关类型、成员（字段、方法、属性等）的信息。

它描述了程序集中的所有类型和成员，但不包含具体的代码实现。

按Ctrl键查找调用的方法是因为元数据吗？：

• 是的，按Ctrl键查看调用的方法或跳转到定义，是借助了C#中的元数据。这是通过IDE（比如Visual Studio）利用反射和元数据来实现的功能。在编译后的程序集文件中，包含了关于类型、方法和属性等的元数据，IDE可以通过这些信息提供智能感知、代码跳转等功能。
• 当你按下Ctrl键并点击方法时，IDE实际上是根据元数据中存储的类型信息，查找到方法的定义位置并跳转过去的。

反射的概念

程序在运行时，可以查看其他程序集或者自身的元数据

一个运行的程序查看本身或者其他程序的元数据的行为就叫做反射

说人话：

• 在程序运行时，通过反射可以得到其他程序集或者自己程序集代码的各种信息
• 类、函数、变量、对象等等，实例化它们，执行它们，操作它们

Reflection，中文翻译为反射。
这是.Net中获取运行时类型信息的方式，.Net的应用程序由几个部分：‘程序集(Assembly)’、‘模块(Module)’、‘类型(Type)’组成，而反射提供一种编程的方式，让程序员可以在程序运行期获得这几个组成部分的相关信息，例如：
Assembly类可以获得正在运行的程序集信息，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。
Type类可以获得对象的类型信息，此信息包含对象的所有要素：方法、构造器、属性等等，通过Type类可以得到这些要素的信息，并且调用之。
MethodInfo包含方法的信息，通过这个类可以得到方法的名称、参数、返回值等，并且可以调用之。

反射的作用

因为反射可以在程序编译后获得信息，所以它提高了程序的拓展性和灵活性

1. 程序运行时得到所有元数据，包括元数据的特性
2. 程序运行时，实例化对象，操作对象
3. 程序运行时创建新对象，用这些对象执行任务

语法相关

Type

• Type（类的信息类）
• 它是反射功能的基础
• 它是访问元数据的主要方式
• 使用Type的成员获取有关类型声明的信息
• 有关类型的成员（如构造函数、方法、字段、属性和类的事件）

语法

描述	语法
获取Type	Type type = a.GetType() Type type = typeof(int) Type.GetType("System.Int32")
获取类的程序集信息	首先要得到type type.Assembly
获取类中的所有公共成员	type.GetMembers()
获取类的公共构造函数	type.GetConstructors()
获取类的公共成员变量	type.GetFields()
获取类的公共成员方法	type.GetMethods()

其他

描述	语法
得枚举	GetEnumName GetEnumNames
得事件	GetEvent GetEvents
得接口	GetInterface GetInterfaces
得属性	GetProperty GetPropertys

Test.cs

class Test 
{
    int i;
    int j;
    string str = "123";

    public Test()
    {
    }

    public Test(int i)
    {
        this.i = i;
    }

    public Test(int i, string str): this(i)
    {
        this.str = str;
    }
}

获取Type

1. 万物之父object中的GetType()可以获取对象的Type

int a = 42;
Type type = a.GetType();
Console.WriteLine(type);//System.Int32

2. 通过typeof关键字传入类名也可以得到对象的Type

Type type2 = typeof(int);
Console.WriteLine(type2);//System.Int32

3. 通过类的名字也可以获取类型

• 注意：类名必须包含命名空间不然找不到

Type type3 = Type.GetType("System.Int32");
Console.WriteLine(type3);

得到类的程序集信息

• 可以通过Type得到类型所在程序集信息

Console.WriteLine(type.Assembly);

获取类中的所有公共成员

包括成员方法和成员变量以及万物之父的方法和所有构造函数

using System.Reflection;

//首先得到Type
Type t = typeof(Test);
//然后得到所有公共成员
//需要引用命名空间	using System.Reflection;
MemberInfo[] infos = t.GetMembers();
for (int i = 0; i < infos.Length; i++)
{
    Console.WriteLine(infos[i]);
}

获取类的公共构造函数并调用

1. 获取所有构造函数

ConstructorInfo[] ctors = t.GetConstructors();
for (int i = 0; i < ctors.Length; i++)
{
    Console.WriteLine(ctors[i]);
}

2. 获取其中一个构造函数并执行

//得到无参构造函数
ConstructorInfo info = t.GetConstructor(new Type[0]);
Test obj = info.Invoke(null) as Test;
Console.WriteLine(obj.j);

//得到有参构造
ConstructorInfo info2 = t.GetConstructor(new Type[] {typeof(int) });
obj = info2.Invoke(new obejct[] { 2 }) as Test;
Console.WriteLine(obj.str);

• new Type[0] 表示传入一个空数组，指明构造函数没有参数。
• 不能省略参数，因为 GetConstructor() 方法期望你传入一个数组（即使是空的）。
• 因为它的底层原理是利用获取所有构造函数得到一个数组，然后遍历这个数组，获取每一个构造函数的参数数组，并且和传入的数组长度进行对比。如果长度相同，再将参数数组里的类型进行一一比对，如果不同则没找到，顺序也必须一致，最后得到一个构造函数
• info.Invoke(null) 调用的是构造函数，而不是普通的方法。ConstructorInfo.Invoke() 是反射中用于调用构造函数的一个方法。我们可以通过反射来动态地实例化一个对象。调用构造函数并返回的是一个 object 类型的实例。

获取类的公共成员变量

1. 得到所有成员变量

FieldInfo[] fieldInfos = t.GetFields();
for (int i = 0; i < fieldInfos.Length; i++)
{
    Console.WriteLine(fieldInfos[i]);
}

2. 得到指定名称的公共成员变量

FieldInfo infoJ = t.GetFields("j");
Console.WriteLine(infoJ);

3. 通过反射获取和设置对象的值

Test test = new Test();
test.j = 99;
test.str = "2222";
//通过反射，获取对象的某个变量的值
Console.WriteLine(infoJ.GetValue(test));
//通过反射，设置指定对象的某个变量的值
infoJ.SetValue(test, 100);
Console.WriteLine(infoJ.GetValue(test));

获取类的公共成员方法

Type strType = typeof(string);
MethodInfo[] methods = strType.GetMethods();
for (int i = 0; i < methods.Length; i++)
{
    Console.WriteLine(methods[i]);
}
//如果存在方法重载，用Type数组表示参数类型
MethodInfo subStr = strType.GetMethod("Substring", new Type[]{ typeof(int), typeof(int)});
//调用该方法
string str = "Hello,World!";
object result = subStr.Invoke(str, new object[] {7, 5});
Console.WriteLine(result);//orld!

Substring方法

...public String Substring(int startIndex, int length);

一般用在无法new一个其他的程序集却又需要获取它的信息时，就需要用到反射来获取了

所以一般情况下不会用在自己身上，有点画蛇添足了

反射关键字Assembly和Activator

1. Assembly

程序集类，主要用来加载其他程序集，加载后才能使用Type来使用其他程序集中的信息。比如 dll文件（库文件）

可以简单的把库文件看成一种代码仓库，它提供给使用者一些可以直接拿来用的变量、函数或类。

三种加载函数集的函数

一般用来加载在同一文件下的其他程序集

a. Assembly assembly = Assembly.Load("程序集名称");

一般用来加载不在同一文件下的其他程序集(以.dll为后缀的文件)

b. Assembly assembly2 = Assembly.LoadFrom("包含程序集清单的文件的名称或路径");

c. Assembly assembly3 = Assembly.LoadFile("要加载的文件的完全限定路径");

//先加载一个指定程序集
Assembly assembly = Assembly.LoadFrom(@"C:\Users\...");
Type[] types = assembly.GetTypes();
//再加载程序集中的一个类对象，之后才能使用反射
Type icon = assembly.GetType("Lesson18_练习题.Icon");
MemberInfo[] members = icon.GetMembers();
//其中有一个公共成员是构造方法
//Void .ctor(Int32, Int32, Lesson18_练习题.E_MoveDir)
//E_MoveDir是枚举
//得到枚举Type来得到可以传入的参数
Type moveDir = assembly.GetType("Lesson18_练习题.E_MoveDir");
FieldInfo right = moveDir.GetField("Right");
//直接实例化对象
object iconObj = Activator.CreateInstance(icon, 10, 5, right.GetValue(null));
//通过反射得到对象中的方法
MethodInfo move = icon.GetMethod("Move");
MethodInfo clear = icon.GetMethod("Clear");
clear.Invoke(iconObj, null);

2. Activator

用于快速实例化对象的类

• 用于将Type对象快捷实例化为对象
• 先得到Type
• 然后快速实例化一个对象

Type testType = typeof(Test);
//无参构造
Test testObj = Activator.CreateInstance(testType) as Test;
//有参构造
testObj = Activator.CreateInstance(testType, 99) as Test;
testObj = Activator.CreateInstance(testType, 55, "111222") as Test;