программирование. Руководство su P# a n Reference в herbert schildt полное руководство с 0 герберт шилдт
 Скачать 3.32 Mb.
|
|
ГЛАВА 17 Динамическая идентификация типов, рефлексия и атрибуты I В этой главе рассматриваются три эффективных средства: динамическая идентификация типов, рефлексия и атрибуты. Динамическая идентификация типов представляет собой механизм, позволяющий определить тип данных во время выполнения программы. Рефлексия – это средство для получения сведений о типе данных. Используя эти сведения, можно конструировать и применять объекты во время выполнения. Это довольно эффективное средство, поскольку оно дает возможность расширять функции программы динамически, т.е. в процессе ее выполнения. Атрибут описывает характеристики определенного элемента программы на С#. Атрибуты можно, в частности, указать для классов, методов и полей. Во время выполнения программы разрешается опрашивать атрибуты для получения сведений о них. Для этой цели в атрибутах используется динамическая идентификация типов и рефлексия. Динамическая идентификация типов Динамическая идентификация типов (RTTI) позволяет определить тип объекта во время выполнения программы. Она оказывается полезной по целому ряду причин. В частности, по ссылке на базовый класс можно довольно точно определить тип объекта, доступного по этой ссылке. Динамическая идентификация типов позволяет также проверить заранее, насколько удачным будет исход приведения типов, предотвращая исключительную ситуацию в связи с неправильным приведением типов. Кроме того, динамическая идентификация типов является главной составляющей рефлексии. Для поддержки динамической идентификации типов в C# предусмотрены три ключевых слова: is, as и typeof. Каждое из этих ключевых слов рассматривается далее по очереди. Проверка типа с помощью оператора is Конкретный тип объекта можно определить с помощью оператора is. Ниже приведена его общая форма: выражение i s тип где выражение обозначает отдельное выражение, описывающее объект, тип которого проверяется. Если выражение имеет совместимый или такой же тип, как и проверяемый тип, то результат этой операции получается истинным, в противном случае – ложным. Так, результат будет истинным, если выражение имеет проверяемый тип в той или иной форме. В операторе i s оба типа определяются как совместимые, если они одного и того же типа или если предусмотрено преобразование ссылок, упаковка или распаковка. Ниже приведен пример применения оператора is. // Продемонстрировать применение оператора is. using System; class A {} class В : A {} class Usels { static void Main() { A a = new A(); В b = new В(); if (a is A) Console.WriteLine("а имеет тип A"); if(b is A) Console.WriteLine ("b совместим с А, поскольку он производный от А"); if(a is В) Console.WriteLine("Не выводится, поскольку а не производный от В"); if(b is В) Console.WriteLine("В имеет тип В"); if(a is object) Console.WriteLine("а имеет тип object"); } } Вот к какому результату приводит выполнение этого кода. а имеет тип А b совместим с А, поскольку он производный от А b имеет тип В а имеет тип object Большая часть выражений i s в приведенном выше примере не требует пояснений, но два из них необходимо все же разъяснить. Прежде всего, обратите внимание на следующую строку кода. if (b is А) Console.WriteLine("b совместим с А, поскольку он производный от А"); Условный оператор if выполняется, поскольку b является объектом типа В, производным от типа‑А. Но обратное несправедливо. Так, если в строке кода if(a is В) Console.WriteLine("Не выводится, поскольку а не производный от В"); условный оператор i f не выполняется, поскольку а является объектом типа А, не производного от типа В. Поэтому а не относится к типу В. Применение оператора as Иногда преобразование типов требуется произвести во время выполнения, но не генерировать исключение, если исход этого преобразования окажется неудачным, что вполне возможно при приведении типов. Для этой цели служит оператор as, имеющий следующую общую форму: выражение as тип где выражение обозначает отдельное выражение, преобразуемое в указанный тип. Если исход такого преобразования оказывается удачным, то возвращается ссылка на тип, а иначе – пустая ссылка. Оператор as может использоваться только для преобразования ссылок, идентичности, упаковки, распаковки. В некоторых случаях оператор as может служить удобной альтернативой оператору is. В качестве примера рассмотрим следующую программу, в которой оператор is используется для предотвращения неправильного приведения типов. // Использовать оператор is для предотвращения неправильного приведения типов. using System; class А {} class В : А {} class CheckCast { static void Main() { A a = new A(); В b = new В (); // Проверить, можно ли привести а к типу В. if(a is В) // если да, то выполнить приведение типов b = (В) а; else // если нет, то пропустить приведение типов b = null; if(b==null) Console.WriteLine("Приведение типов b = (В) HE допустимо."); else Console.WriteLine("Приведение типов b = (В) допустимо."); Эта программа дает следующий результат. Приведение типов b = (В) НЕ допустимо. Как следует из результата выполнения приведенной выше программы, тип объекта а не совместим с типом В, и поэтому его приведение к типу В не допустимо и предотвращается в условном операторе if. Но такую проверку приходится выполнять в два этапа. Сначала требуется убедиться в обоснованности операции приведения типов, а затем выполнить ее. Оба этапа могут быть объединены в один с помощью оператора as, как демонстрирует приведенная ниже программа. // Продемонстрировать применение оператора as. using System; class A {} class В : A {} class CheckCast { , static void Main() { A a = new A(); В b = new В(); b = a as В; // выполнить приведение типов, если это возможно if(b==null) Console.WriteLine("Приведение типов b = (В) НЕ допустимо."); else Console.WriteLine("Приведение типов b = (В) допустимо."); } } Эта программа дает прежний результат. Приведение типов b = (В) НЕ допустимо. В данном варианте программы в одном и том же операторе as сначала проверяется обоснованность операции приведения типов, а затем выполняется сама операция приведения типов, если она допустима. Применение оператора typeof Несмотря на всю свою полезность, операторы as и is проверяют лишь совместимость двух типов. Но зачастую требуется информация о самом типе. Для этой цели в C# предусмотрен оператор typeof. Он извлекает объект класса System. Туре для заданного типа. С помощью этого объекта можно определить характеристики конкретного типа данных. Ниже приведена общая форма оператора typeof: typeof( тип) где тип обозначает получаемый тип. Информация, описывающая тип, инкапсулируется в возвращаемом объекте класса Туре. Получив объект класса Туре для заданного типа, можно извлечь информацию о нем, используя различные свойства, поля и методы, определенные в классе Туре. Класс Туре довольно обширен и содержит немало членов, поэтому его рассмотрение придется отложить до следующего раздела, посвященного рефлексии. Но в качестве краткого введения в этот класс ниже приведена программа, в которой используются три его свойства: FullName, IsClass и IsAbstract. Для получения полного имени типа служит свойство FullName. Свойство IsClass возвращает логическое значение true, если тип относится к классу. А свойство IsAbstract возвращает логическое значение true, если класс является абстрактным. // Продемонстрировать применение оператора typeof. using System; using System.10; class UseTypeof { static void Main() { Type t = typeof(StreamReader); Console.WriteLine(t.FullName); if (t.IsClass) Console.WriteLine("Относится к классу."); if (t.IsAbstract) Console.WriteLine("Является абстрактным классом."); else Console.WriteLine("Является конкретным классом."); } } Эта программа дает следующий результат. System.10.StreamReader Относится к классу. Является конкретным классом. В данной программе сначала извлекается объект класса Туре, описывающий тип StreamReader. Затем выводится полное имя этого типа данных и определяется его принадлежность к классу, а далее – к абстрактному или конкретному классу. Рефлексия Рефлексия – это средство, позволяющее получать сведения о типе данных. Термин рефлексия, или отражение, происходит от принципа действия этого средства: объект класса Туре отражает базовый тип, который он представляет. Для получения информации о типе данных объекту класса Туре делаются запросы, а он возвращает (отражает) обратно информацию, связанную с определяемым типом. Рефлексия является эффективным механизмом, поскольку она позволяет выявлять и использовать возможности типов данных, известные только во время выполнения. Многие классы, поддерживающие рефлексию, входят в состав прикладного интерфейса .NET Reflection API, относящегося к пространству имен System. Reflection. Поэтому для применения рефлексии в код программы обычно вводится следующая строка. using System.Reflection; Класс System. Type ‑ ядро подсистемы рефлексии Класс System. Туре составляет ядро подсистемы рефлексии, поскольку он инкапсулирует тип данных. Он содержит многие свойства и методы, которыми можно пользоваться для получения информации о типе данных во время выполнения. Класс Туре является производным от абстрактного класса System. Re flection. Member Inf о. В классе Member Inf о определены приведенные ниже свойства, доступные только для чтения. Свойство Описание Type DeclaringType Тип класса или интерфейса, в котором объявляется отражаемый член MemberTypes MemberType Тип члена. Это значение обозначает, является ли член по лем, методом, свойством, событием или конструктором int MetadataToken Значение, связанное к конкретными метаданными Module Module Объект типа Module, представляющий модуль (исполняемый файл), в котором находится отражаемый тип string Name Имя типа Type ReflectedType Тип отражаемого объекта Следует иметь в виду, что свойство MemberType возвращает тип MemberTypes – перечисление, в котором определяются значения, обозначающие различные типы членов. К их числу относятся следующие. / MemberTypes.Constructor MemberTypes.Method MemberTypes.Field MemberTypes.Event MemberTypes.Property Следовательно, тип члена можно определить, проверив свойство MemberType. Так, если свойство MemberType имеет значение MemberTypes .Method, то проверяемый член является методом. В класс Memberlnf о входят два абстрактных метода: GetCustomAttributes () и Is Defined (). Оба метода связаны с атрибутами. Первый из них получает список специальных атрибутов, имеющих отношение к вызывающему объекту, а второй устанавливает, определен ли атрибут для вызывающего метода. В версию .NET Framework Version 4.0 внедрен метод GetCustomAttributesData (), возвращающий сведения о специальных атрибутах. (Подробнее об атрибутах речь пойдет далее в этой главе.) Класс Туре добавляет немало своих собственных методов и свойств к числу тех, что определены в классе Memberlnf о. В качестве примера ниже перечислен ряд наиболее часто используемых методов класса Туре. Метод Назначение Constructorlnfо [ ] GetConstructors () EventInfo[] GetEvents() Fieldlnfо[] GetFields() Type [ ] GetGenericArguments() Получает список конструкторов для заданного типа Получает список событий для заданного типа Получает список полей для заданного типа Получает список аргументов типа, связанных с закрыто сконструированным обобщенным типом, или же список параметров типа, если заданный тип определен как обобщенный. Для открыто сконструированного типа этот Окончание таблицы Метод Назначение список может содержать как аргументы, так и параметры типа. • (Более подробно обобщения рассматриваются в главе 18.) Memberlnfo[] Получает список членов для заданного типа GetMembers() Methodlnfo[] Получает список методов для заданного типа GetMethods() Propertylnfo[] Получает список свойств для заданного типа GetProperties () Далее приведен ряд наиболее часто используемых свойств, доступных только для чтения и определенных в классе Туре. Свойство Назначение Assembly Assembly Получает сборку для заданного типа TypeAttributes Attributes Получает атрибуты для заданного типа Type BaseType Получает непосредственный базовый тип для заданно го типа string FullName Получает полное имя заданного типа bool IsAbstract Истинно, если заданный тип является абстрактным bool isArray Истинно, если заданный тип является массивом bool IsClass Истинно, если заданный тип является классом bool IsEnum Истинно, если заданный тип является перечислением bool IsGenericParameter Истинно, если заданный тип является параметром обобщенного типа. (Более подробно обобщения рас сматриваются в главе 18.) bool IsGenericType Истинно, если заданный тип является обобщенным. (Бо лее подробно обобщения рассматриваются в главе 18.) string Namespace Получает пространство имен для заданного типа Применение рефлексии С помощью методов и свойств класса Туре можно получить подробные сведения о типе данных во время выполнения программы. Это довольно эффективное средство. Ведь получив сведения о типе данных, можно сразу же вызвать его конструкторы и методы или воспользоваться его свойствами. Следовательно, рефлексия позволяет использовать код, который не был доступен во время компиляции. Прикладной интерфейс Reflection API весьма обширен и поэтому не может быть полностью рассмотрен в этой главе. Ведь для этого потребовалась бы целая книга! Но прикладной интерфейс Reflection API имеет ясную логическую структуру, а следовательно, уяснив одну его часть, нетрудно понять и все остальное. Принимая во внимание это обстоятельство, в последующих разделах демонстрируются четыре основных способа применения рефлексии: получение сведений о методах, вызов методов, конструирование объектов и загрузка типов данных из сборок. Получение сведений о методах Имея в своем распоряжении объект класса Туре, можно получить список методов, поддерживаемых отдельным типом данных, используя метод GetMethods () . Ниже приведена одна из форм, подходящих для этой цели. MethodInfo[] GetMethods() Этот метод возвращает массив объектов класса Methodlnf о, которые описывают методы, поддерживаемые вызывающим типом. Класс Methodlnfo находится в пространстве имен System.Reflection. Класс Methodlnfo является производным от абстрактного класса MethodBase, который в свою очередь наследует от класса Member Inf о. Это дает возможность пользоваться всеми свойствами и методами, определенными в этих трех классах. Например, для получения имени метода служит свойство Name. Особый интерес вызывают два члена класса Methodlnfo: ReturnType и GetParameters (). Возвращаемый тип метода находится в доступном только для чтения свойстве ReturnType, которое является объектом класса Туре. Метод GetParameters () возвращает список параметров, связанных с анализируемым методом. Ниже приведена его общая форма. Parameterlnfо[] GetParameters(); Сведения о параметрах содержатся в объекте класса Parameter Inf о. В классе Parameterlnf о определено немало свойств и методов, описывающих параметры. Особое значение имеют два свойства: Name – представляет собой строку, содержащую имя параметра, a ParameterType – описывает тип параметра, который инкапсулирован в объекте класса Туре. |