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跟着AI学习C# Day20

news 2025/6/19 8:19:22

📅 Day 20：反射与特性（Reflection & Attributes）

✅ 学习目标：

理解什么是 反射（Reflection） 及其作用；
掌握如何使用反射动态获取类型信息、创建对象和调用方法；
理解 特性（Attributes） 是什么及其用途；
学会定义和使用自定义特性；
能够结合反射与特性实现插件系统、序列化器或自动注册功能；
编写一个使用反射加载程序集并执行方法的示例。

🧠 一、什么是反射（Reflection）？

反射（Reflection） 是 .NET 提供的一种机制，允许你在运行时动态地分析、检查和操作程序集中的类型（如类、接口、方法、属性等）。

常见用途：

场景	示例
自动测试工具	使用反射查找所有测试类和方法
序列化/反序列化	动态读取对象属性进行 JSON 映射
插件系统	动态加载 DLL 并调用其中的方法
依赖注入容器	根据类型自动解析构造函数参数

🔍 二、反射常用功能

获取类型信息

Type type = typeof(string);
Console.WriteLine("类型名称：" + type.FullName);

获取对象的运行时类型

object obj = "Hello";
Type runtimeType = obj.GetType();

创建对象实例

Type type = typeof(string);
object instance = Activator.CreateInstance(type);

注意：对于有参数的构造函数，需要传递参数数组。

获取和调用方法

MethodInfo method = type.GetMethod("MethodName", new[] { typeof(int) });
method.Invoke(instance, new object[] { 42 });

获取属性和字段

PropertyInfo prop = type.GetProperty("Name");
prop.SetValue(instance, "张三");object value = prop.GetValue(instance);

⚙️ 三、反射性能优化建议

反射虽然强大，但性能较低。以下是一些优化方式：

方法	说明
`Expression Trees`	构建委托缓存以提高重复调用性能
`Delegate.CreateDelegate`	将 MethodInfo 转换为委托
`缓存反射结果`	避免重复调用 GetMethod / GetProperty

🎯 四、什么是特性（Attribute）？

特性（Attribute） 是一种元数据机制，用于向代码元素（如类、方法、属性）附加额外的信息。

这些信息可以在编译时或运行时通过反射读取。

🧩 五、内置特性示例

特性	说明
`[Obsolete]`	标记某个方法已过时
`[Serializable]`	表示该类可被序列化
`[DllImport]`	用于调用非托管 DLL 函数
`[Conditional]`	控制方法是否在特定条件下编译

示例：

[Obsolete("请使用 NewMethod 替代")]
public void OldMethod()
{// ...
}

🧱 六、自定义特性（Custom Attribute）

你可以定义自己的特性类，继承 Attribute：

[AttributeUsage(AttributeTargets.Method | AttributeTargets.Class)]
public class AuthorAttribute : Attribute
{public string Name { get; }public AuthorAttribute(string name){Name = name;}
}

然后应用到类或方法上：

[Author("李四")]
public class MyService
{[Author("王五")]public void DoWork(){// ...}
}

🔍 七、通过反射读取特性

Type type = typeof(MyService);// 获取类上的特性
foreach (var attr in type.GetCustomAttributes(false))
{if (attr is AuthorAttribute author){Console.WriteLine($"类作者：{author.Name}");}
}// 获取方法上的特性
MethodInfo method = type.GetMethod("DoWork");
foreach (var attr in method.GetCustomAttributes(true))
{if (attr is AuthorAttribute author){Console.WriteLine($"方法作者：{author.Name}");}
}

💪 实战练习：构建一个基于特性和反射的插件系统

功能要求：

定义一个插件接口；
使用特性标记插件类；
使用反射扫描程序集，找到所有插件类；
动态创建实例并调用方法。

示例代码结构：

public interface IPlugin
{void Execute();
}[AttributeUsage(AttributeTargets.Class)]
public class PluginAttribute : Attribute { }[Plugin]
public class HelloPlugin : IPlugin
{public void Execute(){Console.WriteLine("你好，插件！");}
}class Program
{static void Main(){foreach (var type in Assembly.GetExecutingAssembly().GetTypes()){if (type.GetCustomAttributes(typeof(PluginAttribute), false).Length > 0 &&typeof(IPlugin).IsAssignableFrom(type)){var plugin = (IPlugin)Activator.CreateInstance(type);plugin.Execute();}}}
}