C# 反射

C# 中的反射（Reflection） 是 .NET 提供的一种强大机制，允许程序在运行时检查、分析和操作类型（类、结构、接口、方法、属性等）的元数据，并动态创建对象、调用方法、访问字段或属性。它主要通过 System.Reflection 命名空间中的类实现。

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一、反射的核心用途

1. 动态加载程序集（Assembly）
2. 获取类型信息（Type）
3. 创建对象实例（Activator / ConstructorInfo）
4. 调用方法（MethodInfo.Invoke）
5. 读写属性或字段（PropertyInfo / FieldInfo）
6. 检查特性（Attribute）
7. 实现插件系统、ORM、序列化框架等

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二、基础使用步骤

1. 获取 Type 对象

// 方法1：通过 typeof
Type type1 = typeof(string);

// 方法2：通过对象的 GetType()
string str = "hello";
Type type2 = str.GetType();

// 方法3：通过类型全名从 Assembly 加载
Type type3 = Type.GetType("System.String");

// 方法4：从程序集加载
Assembly assembly = Assembly.LoadFrom("MyLibrary.dll");
Type type4 = assembly.GetType("MyNamespace.MyClass");

注意：Type.GetType("...") 只能加载当前应用域中已加载或 mscorlib/System 中的类型，跨程序集需指定完整名称（含 Assembly 信息）。

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2. 创建对象实例

使用 Activator.CreateInstance

Type type = typeof(Person);
object obj = Activator.CreateInstance(type); // 调用无参构造函数

// 带参数构造
object obj2 = Activator.CreateInstance(type, "Alice", 30);

使用 ConstructorInfo

ConstructorInfo ctor = type.GetConstructor(new Type[] { typeof(string), typeof(int) });
object instance = ctor.Invoke(new object[] { "Bob", 25 });

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3. 调用方法

Type type = typeof(Calculator);
object calc = Activator.CreateInstance(type);

// 获取方法
MethodInfo method = type.GetMethod("Add");
// 调用实例方法
int result = (int)method.Invoke(calc, new object[] { 10, 20 });

// 调用静态方法
MethodInfo staticMethod = type.GetMethod("Multiply");
int staticResult = (int)staticMethod.Invoke(null, new object[] { 5, 6 });

如果方法是泛型，需先调用 MakeGenericMethod()。

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4. 访问属性（Property）

Type type = typeof(Person);
object person = Activator.CreateInstance(type);

// 设置属性
PropertyInfo nameProp = type.GetProperty("Name");
nameProp.SetValue(person, "Charlie");

// 获取属性值
string name = (string)nameProp.GetValue(person);

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5. 访问字段（Field）

FieldInfo field = type.GetField("_age", BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance);
field.SetValue(person, 28);
int age = (int)field.GetValue(person);

注意：私有成员需要 BindingFlags.NonPublic。

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6. 获取所有成员

Type type = typeof(MyClass);

// 所有公共方法
MethodInfo[] methods = type.GetMethods();

// 所有公共属性
PropertyInfo[] props = type.GetProperties();

// 所有字段（包括私有）
FieldInfo[] fields = type.GetFields(BindingFlags.Public | BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance);

// 所有构造函数
ConstructorInfo[] ctors = type.GetConstructors();

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7. 检查和读取特性（Attribute）

[DisplayName("用户实体")]
public class User { }

// 检查是否有某个 Attribute
bool hasAttr = type.IsDefined(typeof(DisplayNameAttribute), false);

// 获取 Attribute 实例
var attr = (DisplayNameAttribute)type.GetCustomAttribute(typeof(DisplayNameAttribute));
Console.WriteLine(attr.DisplayName); // 输出："用户实体"

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三、常用 BindingFlags 枚举值

标志	说明
Public	公共成员（默认）
NonPublic	私有/受保护成员
Instance	实例成员
Static	静态成员
DeclaredOnly	仅当前类型声明的成员（不包括继承）

示例：

type.GetMethod("PrivateMethod", BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance);

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四、性能注意事项

• 反射比直接调用慢很多（可能慢 10~100 倍），因为涉及类型查找、安全检查、装箱/拆箱等。
• 避免在高频循环中使用反射。
• 可缓存 MethodInfo / PropertyInfo 等以提升性能。
• 考虑使用委托（如 Delegate.CreateDelegate）或表达式树（Expression）优化。
• .NET Core / .NET 5+ 引入了 System.Reflection.Emit 和 source generator 等更高效替代方案。

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五、实际应用场景举例

1. 通用对象拷贝器

public static void CopyProperties(object source, object target)
{
    var sourceType = source.GetType();
    var targetType = target.GetType();
    
    foreach (var prop in sourceType.GetProperties())
    {
        var targetProp = targetType.GetProperty(prop.Name);
        if (targetProp != null && targetProp.CanWrite)
        {
            targetProp.SetValue(target, prop.GetValue(source));
        }
    }
}

2. 插件系统

Assembly plugin = Assembly.LoadFrom("Plugin.dll");
Type pluginType = plugin.GetTypes().FirstOrDefault(t => typeof(IPlugin).IsAssignableFrom(t));
IPlugin instance = (IPlugin)Activator.CreateInstance(pluginType);
instance.Execute();

3. ORM 映射（如将 DataTable 转为对象）

public static T ToObject<T>(DataRow row) where T : new()
{
    T obj = new T();
    Type type = typeof(T);
    foreach (DataColumn col in row.Table.Columns)
    {
        PropertyInfo prop = type.GetProperty(col.ColumnName);
        if (prop != null && row[col] != DBNull.Value)
            prop.SetValue(obj, row[col]);
    }
    return obj;
}

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六、总结

优点	缺点
高度灵活，支持运行时动态行为	性能开销大
实现通用框架（如 DI、AOP、序列化）	代码可读性降低
支持插件、脚本扩展	容易引发运行时异常（如拼写错误）
可用于调试、测试工具	不支持 AOT 编译（如 Native AOT）的部分场景

✅ 建议 ：仅在必要时使用反射，并做好异常处理（如 NullReferenceException、TargetException、MissingMethodException 等）。

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