第十章 管理类型(In .net4.5) 之 使用反射

1. 概述

　　一个.net程序不仅包含代码和数据，还包含 元数据。

　　本章介绍如何应用attributes以及如何使用反射来获取它，还有如何使用CodeDom和expression trees来实现在运行时生成代码。

2. 主要内容

　　2.1 创建和使用attributes

　　　　① attributes用来向程序添加元数据。可以应用到所有类型：程序集、类、方法、参数、属性。

[Conditional("CONDITION1"), Conditional("CONDITION2")]
static void MyMethod() { }

　　　　② AssemblyInfo.cs中保存的是应用到当前程序集的所有attributes。

　　　　③ 可以使用attributes的IsDefined和GetCustomAttribute方法读取attributes

if (Attribute.IsDefined(typeof(Person), typeof(SerializableAttribute)))
{  }

ConditionalAttribute conditionalAttribute = 
    (ConditionalAttribute)Attribute.GetCustomAttribute(
    typeof(ConditionalClass),
    typeof(ConditionalAttribute));

string condition = conditionalAttribute.ConditionString; //CONDITION1

　　　　④ 可以自定义attributes

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class | AttributeTargets.Method, 
    AllowMultiple=true)]
class CompleteCustomAttribute : Attribute
{
    public CompleteCustomAttribute(string description)
    {
        Description = description;
    }
    public string Description {get; set; }
}

　　2.2 使用反射

　　　　反射 使得一个应用程序可以收集自身的信息并使用。反射的运行速度比其他静态代码慢。

public interface IPlugin
{
    string Name { get; }
    string Description {get; }
    bool Load(MyApplication application);
}

Assembly pluginAssembly = Assembly.Load("assemblyName");

var plugins = from type in pluginAssembly.GetTypes()
    where typeof(IPlugin).IsAssignableFrom(type) && !type.IsInterface
    select type;

foreach(Type pluginType in plugins)
    IPlugin plugin = Activitor.CreateInstance(pluginType) as IPlugin;

　　　　使用反射还可以获取属性的值和执行指定的方法。

int i = 42;
MethodInfo compareToMethod = i.GetType().GetMethod("CompareTo"
    , new Type[] { typeof(int) };
int result = (int)compareToMethod.Invoke(i, new object[] { 41 });

　　2.3 使用CodeDom和Lambda表达式生成代码

　　　　① 使用CodeDom

CodeCompileUnit compileUnit = new CodeCompileUnit();
CodeNamespace myNamespace = new CodeNamespace("MyNamespace");
myNamespace.Imports.Add(new CodeNamespaceImport("System"));
CodeTypeDeclaration myClass = new CodeTypeDeclaration("MyClass");
CodeEntryPointMethod start = new CodeEntryPointMethod();
CodeMethodInvokeExpression cs1 = new CodeMethodInvokeExpression(new CodeTypeReferenceExpression("Console"), "WriteLine", new CodePrimitiveExpression("Hello World!"));

compileUnit.Namespaces.Add(myNamespace);
myNamespace.Types.Add(myClass);
myClass.Members.Add(start);
start.Statements.Add(cs1);

　　　　编译单元定义完成后，使用CSharpCodeProvider来执行生成。

CSharpCodeProvider provider = new CSharpCodeProvider();

using(StreamWriter sw = new StreamWriter("HelloWorld.cs", false))
{
    IndentedTextWriter tw = new IndentedTypeWriter(sw, "    ");
    provider.GenerateCodeFromCompileUnit(compileUnit, tw, new CodeGeneratorOptions());
    tw.Close();
}

　　　　② 使用 expression trees 实现上述功能

BlockExpression blockExpr = Expression.Block(
    Expression.Call(
        null,
        typeof(Console).GetMethod("Write", new Type[] { typeof(String)}), Expression.Constant("Hello ")
    ),
    Expression.Call(
        null,
        typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(String)}), Expression.Constant("World!")
    ),
);    

Expression.Lambda<Action>(blockExpr).Compile();

3. 总结

　　① 一个C#程序集包括代码和元数据。

　　② Attributes是元数据的一种，可以被应用到代码中，可以在运行时被查询到。

　　③ 反射是一个在C#程序中检查元数据的过程。

　　④ 利用反射，可以 创建类型、调用方法、读取属性 等等。

　　⑤ CodeDom用于在运行时创建一个编译单元。可以被编译或转化成源码文件。

　　⑥ 表达式树 描述一块代码，可以被翻译成其他语言(比如sql)，也可以被编译和执行。