C# 反射详解

反射是C#中的一个强大特性，允许程序在运行时检查和操作类型和对象的信息。

通过反射，你可以获取类型的属性、方法、构造函数等信息，并可以动态创建对象、调用方法或访问属性，甚至可以实现某些框架或库的核心功能。

反射的基本概念

类型信息：反射使我们能够获取类型的名称、成员（如属性、方法、字段）、基类、接口等信息。
动态创建对象：可以在运行时创建一个类的实例，而不需要在编译时知道具体的类。
访问成员：通过反射，可以访问类的私有成员，甚至是静态成员。

反射的常用类

反射的主要类都在 System.Reflection 命名空间中，以下是一些重要的类：

Type：表示类型的信息，可以用来获取类的信息，包括方法、属性、字段等。
Assembly：表示一个程序集，提供有关程序集的元数据。
MethodInfo：表示方法的信息，可以用来调用方法。
PropertyInfo：表示属性的信息，可以用来获取或设置属性的值。

反射常用类及其常用方法表

类名	常用方法	描述
Type	`GetProperties()`	获取公共属性的数组。
	`GetMethods()`	获取公共方法的数组。
	`GetFields()`	获取公共字段的数组。
	`GetConstructors()`	获取构造函数的信息。
	`GetInterfaces()`	获取该类型实现在的所有接口。
	`GetCustomAttributes()`	获取应用于当前类型的所有自定义特性（Attributes）。
	`BaseType`	获取此类型的基类型（父类）。
PropertyInfo	`GetValue(object obj)`	获取指定对象上属性的值。
	`SetValue(object obj, object value)`	设置指定对象上属性的值。
	`CanRead`	指示属性是否有获取访问器。
	`CanWrite`	指示属性是否有设置访问器。
MethodInfo	`Invoke(object obj, object[] parameters)`	调用方法。
	`GetParameters()`	获取方法的参数信息。
	`ReturnType`	获取方法的返回类型。
	`IsStatic`	指示方法是否为静态方法。
FieldInfo	`GetValue(object obj)`	获取指定对象上字段的值。
	`SetValue(object obj, object value)`	设置指定对象上字段的值。
	`FieldType`	获取字段的类型。
ConstructorInfo	`Invoke(object[] parameters)`	调用构造函数以创建实例。
	`GetParameters()`	获取构造函数的参数信息。
	`IsStatic`	指示构造函数是否为静态构造函数。
Assembly	`GetTypes()`	获取程序集中的所有类型。
	`GetName()`	获取程序集的名称信息。
	`GetCustomAttributes()`	获取应用于该程序集的所有自定义特性。

typeof 与 `GetType`

1. `typeof` 操作符

定义

typeof 是一个操作符，用于在编译时获取某个类型的 Type 对象。它适用于任何类型，包括类、结构、接口和基本类型。

用法

typeof 的语法是：Type type = typeof(SomeType);
它返回的结果是 System.Type 的一个实例，表示指定类型的信息，能够用于反射。

2. `GetType` 方法

定义

GetType 是一个实例方法，它属于所有 .NET 对象的基类 Object。当你在一个对象实例上调用 GetType 方法时，它会返回该实例的 Type 对象。

用法

GetType 的语法是：Type type = someObject.GetType();
它用于获取对象的实际类型信息。

特点	`typeof`	`GetType`
类型获取方式	在编译时获取类型信息	在运行时获取对象实例的类型信息
使用场景	获取静态类型的 `Type` 对象	获取对象实例的 `Type` 对象
返回类型	总是返回特定类型的 `Type`	返回调用该方法的对象的实际类型的 `Type`
语法	`Type type = typeof(ClassName);`	`Type type = instance.GetType();`

反射的使用示例

1. 获取类型信息

使用 Type 类可以获取对象的类型信息：

我们定义一个简单的类 Person，然后使用反射获取它的类型信息。

在此，我们将typeof和GetType进行对比。

using System;
namespace Tdm;
public class Person
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }

    public void DisplayInfo()
    {
        Console.WriteLine($"姓名: {Name}, 年龄: {Age}");
    }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        Person person = new Person(); // 创建 Person 对象
        
        // 使用 GetType 方法
        Type typeFromInstance = person.GetType();
        Console.WriteLine("使用 GetType() 输出:");
        Console.WriteLine("类型名称: " + typeFromInstance.Name);       // 输出：类型名称: Person
        Console.WriteLine("命名空间: " + typeFromInstance.Namespace); // 输出：命名空间: (Tdm)

        // 使用 typeof 操作符
        Type typeFromTypeOf = typeof(Person); 
        Console.WriteLine("\n使用 typeof 输出:");
        Console.WriteLine("类型名称: " + typeFromTypeOf.Name);       // 输出：类型名称: Person
        Console.WriteLine("命名空间: " + typeFromTypeOf.Namespace); // 输出：命名空间: (Tdm)
    }
}

使用 GetType() 输出:
类型名称: Person
命名空间: (Tdm)

使用 typeof 输出:
类型名称: Person
命名空间: (Tdm)

2. 动态创建对象

我们使用反射动态创建 Person 对象，并设置其属性。

using System;

public class Person
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }

    public void DisplayInfo()
    {
        Console.WriteLine($"姓名: {Name}, 年龄: {Age}");
    }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        Type personType = typeof(Person); // 获取 Person 类型
        Person person = (Person)Activator.CreateInstance(personType); // 动态创建 Person 实例

        // 设置属性值
        person.Name = "小明"; // 设置姓名
        person.Age = 25;      // 设置年龄

        person.DisplayInfo(); // 调用方法显示信息，输出：姓名: 小明, 年龄: 25
    }
}

3. 访问和修改属性

我们将使用反射访问和修改 Person 类的属性。

using System;
using System.Reflection;

public class Person
{
    public string Name { get; set; } // 姓名属性
    public int Age { get; set; }      // 年龄属性
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        Person person = new Person(); // 创建 Person 对象
        Type type = person.GetType(); // 获取类型信息

        // 获取属性信息
        PropertyInfo nameProperty = type.GetProperty("Name"); // 获取 Name 属性
        PropertyInfo ageProperty = type.GetProperty("Age");   // 获取 Age 属性

        // 设置属性值
        nameProperty.SetValue(person, "张三"); // 通过反射设置 Name 属性
        ageProperty.SetValue(person, 30);      // 通过反射设置 Age 属性

        // 获取属性值并输出
        Console.WriteLine($"{nameProperty.Name}: {nameProperty.GetValue(person)}"); // 输出：Name: 张三
        Console.WriteLine($"{ageProperty.Name}: {ageProperty.GetValue(person)}");     // 输出：Age: 30
    }
}

4.调用方法

我们将使用反射调用 Person 类的方法。

using System;
using System.Reflection;

public class Person
{
    public void DisplayInfo(string greeting) // 显示信息的方法
    {
        Console.WriteLine($"{greeting}, 我是C#开发工程师！。"); // 输出问候信息
    }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        Person person = new Person(); // 创建 Person 对象
        Type type = person.GetType(); // 获取类型信息

        // 获取方法信息
        MethodInfo methodInfo = type.GetMethod("DisplayInfo"); // 获取 DisplayInfo 方法

        // 调用方法并传递参数
        methodInfo.Invoke(person, new object[] { "你好" }); // 输出：你好,我是C#开发工程师！
    }
}

反射的使用场景

1. 序列化和反序列化

反射非常适合于在对象和数据格式（如 JSON 或 XML）之间进行转换。使用反射，可以动态遍历对象的属性，将其值提取出来，构建相应的序列化格式。

示例：将一个对象转换为 JSON 字符串，或将一个 JSON 字符串转换为对象。

2. 依赖注入

许多现代框架（如 ASP.NET Core）使用反射来实现依赖注入。在运行时，框架可以通过反射创建对象实例和解析依赖关系。

示例：在 ASP.NET Core 中，使用反射自动识别控制器并注入其依赖服务。

3. 动态类型处理

在处理动态类型（例如，使用动态对象或 COM 组件）时，反射可以帮助获取类型信息并处理其方法和属性。

示例：通过反射操作一个未知类型的对象，尤其是在不确定其类型时。

注意事项

1. 性能问题

反射涉及到查找和动态调用，通常比直接调用方法慢。在性能敏感的代码中，应尽量减少反射的使用，或者对反射结果进行缓存。

2. 类型安全

反射不进行编译时类型检查，因此可能导致运行时错误。如果获取的成员不存在，程序将抛出异常。在使用反射时，务必保证类型的匹配。