反射-动态加载和使用类型

  1 反射提供语言编译器(如 Microsoft Visual Basic  2005  和 JScript)用于实现隐式后期绑定的基础结构。绑定是查找与唯一指定的类型相对应的声明(即实现)的过程。如果此过程是在运行时而不是在编译时发生,则称其为“后期绑定”。利用 Visual Basic  2005 ,可以在代码中使用隐式后期绑定;Visual Basic 编译器会调用一个帮助器方法,该方法使用反射来获取对象类型。传递给帮助器方法的参数有助于在运行时调用正确的方法。这些参数包括:对其调用方法的实例(对象),被调用方法的名称(字符串),以及传递给被调用方法的参数(对象数组)。
  2
  3 在下面的示例中,Visual Basic 编译器使用反射隐式地对其类型在编译时未知的对象调用方法。HelloWorld 类具有一个 PrintHello 方法,它输出与传递给 PrintHello 方法的某些文本串联的“Hello World”。在此示例中调用的 PrintHello 方法实际上是 Type..::.InvokeMember;Visual Basic 代码允许按照对象 (helloObj) 的类型在编译时已知(早期绑定)而不是在运行时已知(后期绑定)的方式来调用 PrintHello 方法。
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  5   复制代码 
  6 Imports System
  7 Module Hello
  8     Sub Main()
  9          '  Sets up the variable.
 10         Dim helloObj As Object
 11          '  Creates the object.
 12         helloObj  =   new  HelloWorld()
 13          '  Invokes the print method as if it was early bound
 14          '  even though it is really late bound.
 15         helloObj.PrintHello( " Visual Basic Late Bound " )
 16     End Sub
 17 End Module
 18  
 19
 20 自定义绑定
 21 除了由编译器隐式地用来进行后期绑定之外,反射还可以在代码中显式地用来完成后期绑定。
 22
 23 公共语言运行库支持多种编程语言,但这些语言的绑定规则各不相同。在早期绑定的情况下,代码生成器可以完全控制此绑定。但是,当通过反射进行后期绑定时,必须用自定义绑定来控制绑定。Binder 类提供了对成员选择和调用的自定义控制。
 24
 25 利用自定义绑定,您可以在运行时加载程序集,获取有关该程序集中类型的信息,然后对该类型调用方法或访问该类型的字段或属性。如果您在编译时(例如当对象类型依赖于用户输入时)不知道对象的类型,就可以使用这种方法。
 26
 27 下面的示例说明不提供参数类型转换的简单的自定义联编程序。Simple_Type.dll 的代码位于示例主体之前。确保生成 Simple_Type.dll,然后在生成时在项目中包括对它的引用。
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 29 Visual Basic  复制代码 
 30 '  Code for building Simple_Type.dll.
 31 Imports System
 32
 33 Namespace Simple_Type
 34     Public Class MySimpleClass
 35         Public Overloads Sub MyMethod(ByVal str As String, 
 36             ByVal i As Integer)
 37             Console.WriteLine( " MyMethod parameters: {0}, {1} " , str, i)
 38         End Sub  ' MyMethod
 39
 40         Public Overloads Sub MyMethod(ByVal str As String, 
 41             ByVal i As Integer, ByVal j As Integer)
 42             Console.WriteLine( " MyMethod parameters: {0}, {1}, {2} " , str, 
 43                 i, j)
 44         End Sub  ' MyMethod
 45     End Class  ' MySimpleClass
 46 End Namespace  ' Simple_Type
 47
 48 Imports System
 49 Imports System.Reflection
 50 Imports System.Globalization
 51 Imports Simple_Type.Simple_Type
 52
 53 Namespace Custom_Binder
 54     Class MyMainClass
 55         Shared Sub Main()
 56              '  Get the type of MySimpleClass.
 57             Dim myType As Type  =  GetType(MySimpleClass)
 58              '  Get an instance of MySimpleClass.
 59             Dim myInstance As New MySimpleClass()
 60             Dim myCustomBinder As New MyCustomBinder()
 61              '  Get the method information for the overload being sought.
 62             Dim myMethod As MethodInfo  =  myType.GetMethod( " MyMethod "
 63                 BindingFlags.Public Or BindingFlags.Instance, 
 64                     myCustomBinder, New Type()  {GetType(String), 
 65                        GetType(Integer)}
, Nothing)
 66             Console.WriteLine(myMethod.ToString())
 67              '  Invoke the overload.
 68             myType.InvokeMember( " MyMethod " , BindingFlags.InvokeMethod, 
 69                 myCustomBinder, myInstance, 
 70                     New [Object]()  {"Testing", CInt(32)} )
 71         End Sub  ' Main
 72     End Class  ' MyMainClass
 73
 74      ' ****************************************************
 75      '  A simple custom binder that provides no
 76      '  argument type conversion.
 77      ' ****************************************************
 78     Class MyCustomBinder
 79         Inherits Binder
 80
 81         Public Overrides Function BindToMethod(ByVal bindingAttr As 
 82             BindingFlags, ByVal match() As MethodBase, ByRef args() As 
 83                 Object, ByVal modifiers() As ParameterModifier, ByVal 
 84                     culture As CultureInfo, ByVal names() As String, ByRef 
 85                         state As Object) As MethodBase
 86             If match Is Nothing Then
 87                 Throw New ArgumentNullException( " match " )
 88             End If
 89              '  Arguments are not being reordered.
 90             state  =  Nothing
 91              '  Find a parameter match and return the first method with
 92              '  parameters that match the request.
 93             Dim mb As MethodBase
 94             For Each mb In match
 95                 Dim parameters As ParameterInfo()  =  mb.GetParameters()
 96                 If ParametersMatch(parameters, args) Then
 97                     Return mb
 98                 End If
 99             Next mb
100             Return Nothing
101         End Function  ' BindToMethod
102
103         Public Overrides Function BindToField(ByVal bindingAttr As 
104             BindingFlags, ByVal match() As FieldInfo, ByVal value As 
105                 Object, ByVal culture As CultureInfo) As FieldInfo
106             If match Is Nothing Then
107                 Throw New ArgumentNullException( " match " )
108             End If
109             Dim fi As FieldInfo
110             For Each fi In match
111                 If fi.GetType() Is value.GetType() Then
112                     Return fi
113                 End If
114             Next fi
115             Return Nothing
116         End Function  ' BindToField
117
118         Public Overrides Function SelectMethod(ByVal bindingAttr As 
119             BindingFlags, ByVal match() As MethodBase, ByVal types() As 
120                 Type, ByVal modifiers() As ParameterModifier) As 
121                     MethodBase
122             If match Is Nothing Then
123                 Throw New ArgumentNullException( " match " )
124             End If
125              '  Find a parameter match and return the first method with
126              '  parameters that match the request.
127             Dim mb As MethodBase
128             For Each mb In match
129                 Dim parameters As ParameterInfo()  =  mb.GetParameters()
130                 If ParametersMatch(parameters, types) Then
131                     Return mb
132                 End If
133             Next mb
134             Return Nothing
135         End Function  ' SelectMethod
136
137         Public Overrides Function SelectProperty(ByVal bindingAttr As 
138             BindingFlags, ByVal match() As PropertyInfo, ByVal returnType 
139                 As Type, ByVal indexes() As Type, ByVal modifiers() As 
140                     ParameterModifier) As PropertyInfo
141             If match Is Nothing Then
142                 Throw New ArgumentNullException( " match " )
143             End If
144             Dim pi As PropertyInfo
145             For Each pi In match
146                 If pi.GetType() Is returnType And 
147                     ParametersMatch(pi.GetIndexParameters(), indexes) Then
148                     Return pi
149                 End If
150             Next pi
151             Return Nothing
152         End Function  ' SelectProperty
153
154         Public Overrides Function ChangeType(ByVal value As Object, 
155             ByVal myChangeType As Type, ByVal culture As CultureInfo) 
156                 As Object
157             Try
158                 Dim newType As Object
159                 newType  =  Convert.ChangeType(value, myChangeType)
160
161                 Return newType
162                  '  Throw an InvalidCastException if the conversion cannot
163                  '  be done by the Convert.ChangeType method.
164             Catch
165             End Try
166         End Function  ' ChangeType
167
168         Public Overrides Sub ReorderArgumentArray(ByRef args() As Object, 
169             ByVal state As Object)
170              '  No operation is needed here because BindToMethod does not
171              '  reorder the args array. The most common implementation
172              '  of this method is shown below.
173             
174              '  ((BinderState)state).args.CopyTo(args, 0);
175         End Sub  ' ReorderArgumentArray
176
177          '  Returns true only if the type of each object in a matches
178          '  the type of each corresponding object in b.
179         Private Overloads Function ParametersMatch(ByVal a() As 
180             ParameterInfo, ByVal b() As Object) As Boolean
181             If a.Length  <>  b.Length Then
182                 Return False
183             End If
184             Dim i As Integer
185             For i  =   0  To a.Length  -   1
186                 If Not (a(i).ParameterType Is b(i).GetType()) Then
187                     Return False
188                 End If
189             Next i
190             Return True
191         End Function  ' ParametersMatch
192
193          '  Returns true only if the type of each object in a matches
194          '  the type of each corresponding entry in b.
195         Private Overloads Function ParametersMatch(ByVal a() As 
196             ParameterInfo, ByVal b() As Type) As Boolean
197             If a.Length  <>  b.Length Then
198                 Return False
199             End If
200             Dim i As Integer
201             For i  =   0  To a.Length  -   1
202                 If Not (a(i).ParameterType Is b(i)) Then
203                     Return False
204                 End If
205             Next i
206             Return True
207         End Function  ' ParametersMatch
208     End Class  ' MyCustomBinder
209 End Namespace  ' Custom_Binder
210
211
212
213  
214 C#  复制代码 
215 //  Code for building SimpleType.dll.
216 using  System;
217
218 namespace  Simple_Type
219 {
220    public class MySimpleClass
221    {
222        public void MyMethod(string str, int i)
223        {
224            Console.WriteLine("MyMethod parameters: {0}, {1}", str, i);
225        }

226
227        public void MyMethod(string str, int i, int j)
228        {
229            Console.WriteLine("MyMethod parameters: {0}, {1}, {2}"
230                str, i, j);
231        }

232    }

233}

234
235
236 using  System;
237 using  System.Reflection;
238 using  System.Globalization;
239 using  Simple_Type;
240 namespace  Custom_Binder
241 {
242    class MyMainClass
243    {
244        static void Main()
245        {
246            // Get the type of MySimpleClass.
247            Type myType = typeof(MySimpleClass);
248
249            // Get an instance of MySimpleClass.
250            MySimpleClass myInstance = new MySimpleClass();
251            MyCustomBinder myCustomBinder = new MyCustomBinder();
252
253            // Get the method information for the particular overload 
254            // being sought.
255            MethodInfo myMethod = myType.GetMethod("MyMethod"
256                BindingFlags.Public | BindingFlags.Instance,
257                myCustomBinder, new Type[] {typeof(string), 
258                    typeof(int)}
null);
259            Console.WriteLine(myMethod.ToString());
260            
261            // Invoke the overload.
262            myType.InvokeMember("MyMethod", BindingFlags.InvokeMethod, 
263                myCustomBinder, myInstance, 
264                    new Object[] {"Testing", (int)32});
265        }

266    }

267
268    //****************************************************
269    //  A simple custom binder that provides no
270    //  argument type conversion.
271    //****************************************************
272    class MyCustomBinder : Binder
273    {
274        public override MethodBase BindToMethod(
275            BindingFlags bindingAttr,
276            MethodBase[] match,
277            ref object[] args,
278            ParameterModifier[] modifiers,
279            CultureInfo culture,
280            string[] names,
281            out object state)
282        {
283            if(match == null)
284                throw new ArgumentNullException("match");
285            // Arguments are not being reordered.
286            state = null;
287            // Find a parameter match and return the first method with
288            // parameters that match the request.
289            foreach(MethodBase mb in match)
290            {
291                ParameterInfo[] parameters = mb.GetParameters();
292
293                if(ParametersMatch(parameters, args))
294                    return mb;
295            }

296            return null;
297        }

298
299        public override FieldInfo BindToField(BindingFlags bindingAttr, 
300            FieldInfo[] match, object value, CultureInfo culture)
301        {
302            if(match == null)
303                throw new ArgumentNullException("match");
304            foreach(FieldInfo fi in match)
305            {
306                if(fi.GetType() == value.GetType())
307                    return fi;
308            }

309            return null;
310        }

311
312        public override MethodBase SelectMethod(
313            BindingFlags bindingAttr,
314            MethodBase[] match,
315            Type[] types,
316            ParameterModifier[] modifiers)
317        {
318            if(match == null)
319                throw new ArgumentNullException("match");
320
321            // Find a parameter match and return the first method with
322            // parameters that match the request.
323            foreach(MethodBase mb in match)
324            {
325                ParameterInfo[] parameters = mb.GetParameters();
326                if(ParametersMatch(parameters, types))
327                    return mb;
328            }

329
330            return null;
331        }

332
333        public override PropertyInfo SelectProperty(
334            BindingFlags bindingAttr,
335            PropertyInfo[] match,
336            Type returnType,
337            Type[] indexes,
338            ParameterModifier[] modifiers)
339        {
340            if(match == null)
341                throw new ArgumentNullException("match");
342            foreach(PropertyInfo pi in match)
343            {
344                if(pi.GetType() == returnType && 
345                    ParametersMatch(pi.GetIndexParameters(), indexes))
346                    return pi;
347            }

348            return null;
349        }

350
351        public override object ChangeType(
352            object value,
353            Type myChangeType,
354            CultureInfo culture)
355        {
356            try
357            {
358                object newType;
359                newType = Convert.ChangeType(value, myChangeType);
360                return newType;
361            }

362            // Throw an InvalidCastException if the conversion cannot
363            // be done by the Convert.ChangeType method.
364            catch(InvalidCastException)
365            {
366                return null;
367            }

368        }

369
370        public override void ReorderArgumentArray(ref object[] args, 
371            object state)
372        {
373            // No operation is needed here because BindToMethod does not
374            // reorder the args array. The most common implementation
375            // of this method is shown below.
376            
377            // ((BinderState)state).args.CopyTo(args, 0);
378        }

379
380        // Returns true only if the type of each object in a matches
381        // the type of each corresponding object in b.
382        private bool ParametersMatch(ParameterInfo[] a, object[] b)
383        {
384            if(a.Length != b.Length)
385                return false;
386            for(int i = 0; i < a.Length; i++)
387            {
388                if(a[i].ParameterType != b[i].GetType())
389                    return false;
390            }

391            return true;
392        }

393
394        // Returns true only if the type of each object in a matches
395        // the type of each corresponding entry in b.
396        private bool ParametersMatch(ParameterInfo[] a, Type[] b)
397        {
398            if(a.Length != b.Length)
399                return false;
400            for(int i = 0; i < a.Length; i++)
401            {
402                if(a[i].ParameterType != b[i])
403                    return false;
404            }

405            return true;
406        }

407    }

408}

409  
410
411 InvokeMember 和 CreateInstance
412 使用 Type..::.InvokeMember 可调用类型的成员。各个类(如 System.Activator 和 System.Reflection.Assembly)的 CreateInstance 方法是 InvokeMember 的特殊形式,它们可新建特定类型的实例。Binder 类用于在这些方法中进行重载决策和参数强制。
413
414 下面的示例显示参数强制(类型转换)和成员选择的三种可能的组合。在第  1  种情况中,不需要任何参数强制或成员选择。在第  2  种情况中,只需要成员选择。在第  3  种情况中,只需要参数强制。
415
416 C#  复制代码 
417 public   class  CustomBinderDriver
418 {
419    public static void Main (string[] arguments)
420    {
421    Type t = typeof (CustomBinderDriver);
422    CustomBinder binder = new CustomBinder();
423    BindingFlags flags = BindingFlags.InvokeMethod|BindingFlags.Instance|
424        BindingFlags.Public|BindingFlags.Static;
425
426    // Case 1. Neither argument coercion nor member selection is needed.
427    args = new Object[] {};
428    t.InvokeMember ("PrintBob", flags, binder, null, args);
429
430    // Case 2. Only member selection is needed.
431    args = new Object[] {42};
432    t.InvokeMember ("PrintValue", flags, binder, null, args);
433
434    // Case 3. Only argument coercion is needed.
435    args = new Object[] {"5.5"};
436    t.InvokeMember ("PrintNumber", flags, binder, null, args);
437    }

438
439    public static void PrintBob ()
440    {
441        Console.WriteLine ("PrintBob");
442    }

443
444    public static void PrintValue (long value)
445    {
446        Console.WriteLine ("PrintValue ({0})", value);
447    }

448    public static void PrintValue (String value)
449    {
450        Console.WriteLine ("PrintValue\"{0}\")", value);
451    }

452   
453    public static void PrintNumber (double value)
454    {
455        Console.WriteLine ("PrintNumber ({0})", value);
456    }

457}

458  
459
460 当多个成员具有相同的名称时,将需要重载决策。Binder..::.BindToMethod 和 Binder..::.BindToField 方法用于解析与单个成员的绑定。Binder.BindToMethod 还通过  get  和  set  属性访问器提供了属性解析。
461
462 BindToMethod 返回要调用的 MethodBase;如果无法进行这种调用,则返回  null  引用(在 Visual Basic 中为 Nothing)。虽然 MethodBase 返回值通常是 match 参数中所包含的值之一,但它并不必如此。
463
464 当存在 ByRef 参数时,调用方可能需要取回这些参数。因此,如果 BindToMethod 已经操作参数数组,Binder 会允许客户端将参数数组映射回它的初始形式。为了实现这一目的,必须向调用方保证参数的顺序不会改变。当按名称传递参数时,Binder 将重新排列参数数组,这就是调用方所见的参数。有关更多信息,请参见 Binder..::.ReorderArgumentArray。
465
466 可用成员集包括在类型和任何基类型中定义的成员。如果指定 BindingFlags.NonPublic,将返回该成员集中具有任何可访问性的成员。如果未指定 BindingFlags.NonPublic,联编程序就必须强制可访问性规则。当指定 Public 或 NonPublic 绑定标志时,还必须指定 Instance 或 Static 绑定标志,否则不会返回任何成员。
467
468 如果只有一个成员具有给定名称,则不必进行回调,而在该方法上进行绑定。代码示例的第  1  种情况说明了这一点:只有一个 PrintBob 方法可用,因此不需要进行回调。
469
470 如果可用集中有多个成员,所有这些方法都将传递给 BindToMethod,它将选择正确的方法并将其返回。在代码示例的第  2  种情况下,有两个名为 PrintValue 的方法。对 BindToMethod 的调用将选择正确的方法。
471
472 ChangeType 执行参数强制转换(类型转换),以便将实参转换为选定方法的形参的类型。即使类型完全匹配,也会为每个参数调用 ChangeType。
473
474 在代码示例的第  3  种情况下,将类型为 String 值为“ 5.5 ”的实参传递给了具有类型为 Double 的形参的方法。要使调用成功,必须将字符串值“ 5.5 ”转换为  double  值。ChangeType 会执行此转换。
475
476 ChangeType 仅执行无损或扩大强制,如下表所示。
477
478 源类型
479  目标类型
480  
481 任何类型
482  它的基类型
483  
484 任何类型
485  它所实现的接口
486  
487 Char
488  UInt16、UInt32、Int32、UInt64、Int64、Single、Double
489  
490 Byte
491  Char、UInt16、Int16、UInt32、Int32、UInt64、Int64、Single、Double
492  
493 SByte
494  Int16、Int32、Int64、Single、Double
495  
496 UInt16
497  UInt32、Int32、UInt64、Int64、Single、Double
498  
499 Int16
500  Int32、Int64、Single、Double
501  
502 UInt32
503  UInt64、Int64、Single、Double
504  
505 Int32
506  Int64、Single、Double
507  
508 UInt64
509  Single、Double
510  
511 Int64
512  Single、Double
513  
514 Single
515  Double
516  
517 非引用类型
518  引用类型
519  
520
521 Type 类具有 Get 方法,这些方法使用 Binder 类型的参数来解析对特定成员的引用。Type..::.GetConstructor、Type..::.GetMethod 和 Type..::.GetProperty 通过为当前类型的特定成员提供签名信息来搜索该成员。对 Binder..::.SelectMethod 和 Binder..::.SelectProperty 进行回调以选择相应方法的给定签名信息。
522

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