📅 Day 20：反射與特性（Reflection & Attributes）

? 學(xué)習(xí)目標(biāo)：

• 理解什么是 反射（Reflection） 及其作用；
• 掌握如何使用反射動態(tài)獲取類型信息、創(chuàng)建對象和調(diào)用方法；
• 理解 特性（Attributes） 是什么及其用途；
• 學(xué)會定義和使用自定義特性；
• 能夠結(jié)合反射與特性實(shí)現(xiàn)插件系統(tǒng)、序列化器或自動注冊功能；
• 編寫一個(gè)使用反射加載程序集并執(zhí)行方法的示例。

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🧠 一、什么是反射（Reflection）？

反射（Reflection） 是 .NET 提供的一種機(jī)制，允許你在運(yùn)行時(shí)動態(tài)地分析、檢查和操作程序集中的類型（如類、接口、方法、屬性等）。

常見用途：

場景	示例
自動測試工具	使用反射查找所有測試類和方法
序列化/反序列化	動態(tài)讀取對象屬性進(jìn)行 JSON 映射
插件系統(tǒng)	動態(tài)加載 DLL 并調(diào)用其中的方法
依賴注入容器	根據(jù)類型自動解析構(gòu)造函數(shù)參數(shù)

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🔍 二、反射常用功能

獲取類型信息

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

獲取對象的運(yùn)行時(shí)類型

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

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創(chuàng)建對象實(shí)例

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

注意：對于有參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，需要傳遞參數(shù)數(shù)組。

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獲取和調(diào)用方法

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

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獲取屬性和字段

PropertyInfo prop = type.GetProperty("Name");
prop.SetValue(instance, "張三");object value = prop.GetValue(instance);

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?? 三、反射性能優(yōu)化建議

反射雖然強(qiáng)大，但性能較低。以下是一些優(yōu)化方式：

方法	說明
Expression Trees	構(gòu)建委托緩存以提高重復(fù)調(diào)用性能
Delegate.CreateDelegate	將 MethodInfo 轉(zhuǎn)換為委托
緩存反射結(jié)果	避免重復(fù)調(diào)用 GetMethod / GetProperty

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🎯 四、什么是特性（Attribute）？

特性（Attribute） 是一種元數(shù)據(jù)機(jī)制，用于向代碼元素（如類、方法、屬性）附加額外的信息。

這些信息可以在編譯時(shí)或運(yùn)行時(shí)通過反射讀取。

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🧩 五、內(nèi)置特性示例

特性	說明
[Obsolete]	標(biāo)記某個(gè)方法已過時(shí)
[Serializable]	表示該類可被序列化
[DllImport]	用于調(diào)用非托管 DLL 函數(shù)
[Conditional]	控制方法是否在特定條件下編譯

示例：

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

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🧱 六、自定義特性（Custom Attribute）

你可以定義自己的特性類，繼承 Attribute：

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

然后應(yīng)用到類或方法上：

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

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🔍 七、通過反射讀取特性

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

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💪 實(shí)戰(zhàn)練習(xí)：構(gòu)建一個(gè)基于特性和反射的插件系統(tǒng)

功能要求：

• 定義一個(gè)插件接口；
• 使用特性標(biāo)記插件類；
• 使用反射掃描程序集，找到所有插件類；
• 動態(tài)創(chuàng)建實(shí)例并調(diào)用方法。

示例代碼結(jié)構(gòu)：

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();}}}
}

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📝 小結(jié)

今天你學(xué)會了：

• 什么是 反射（Reflection），它在運(yùn)行時(shí)的作用；
• 如何使用反射動態(tài)獲取類型信息、創(chuàng)建實(shí)例、調(diào)用方法；
• 了解了 特性（Attribute） 的概念和用途；
• 學(xué)會定義和使用自定義特性；
• 掌握了如何結(jié)合反射與特性實(shí)現(xiàn)插件系統(tǒng)、自動注冊等功能；
• 編寫了一個(gè)完整的基于反射與特性的插件系統(tǒng)示例。

反射與特性是 C# 中非常強(qiáng)大的兩個(gè)機(jī)制，它們廣泛應(yīng)用于框架開發(fā)、自動化測試、ORM 工具、DI 容器等領(lǐng)域。

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🧩 下一步學(xué)習(xí)方向（Day 21）

明天我們將進(jìn)入一個(gè)新的主題 —— 動態(tài)類型與動態(tài)語言運(yùn)行時(shí)（Dynamic Types & DLR），你將學(xué)會如何使用 dynamic 類型簡化反射操作，并理解它背后的原理。