Linq的超越——强类型反射

Linq的超越——强类型反射 收藏
 

Linq的超越
——强类型反射
文/Daniel Cazzulino
 
大家都知道Linq引入了标准查询操作符，从而使查询成为C#语言中最重要的概念。但不知您是否意识到，Linq还可用于查询外的其他用途。下面我将首次探讨Linq用于查询外的其他领域。
反射问题：远离类型安全错误
至少就我自己而言，使用C#这种类型安全语言时，每当按下Ctrl＋Shift＋B（或Shift＋F6）键进行编译时，会有一种轻松和放心的感觉。我知道，由于使用错误的类型而产生的怪异且难于调试的运行时错误，以及像“方法缺失”这种提示几乎从未出现。但是使用反射时，如果我不小心，就会出现臭名昭著的TargetInvocationException和一些NullReferenceException之类的异常。下面正是我所遇到的：
MethodInfo method =
typeof(Mock).GetMethod("PublicMethodParameters",
    newType[]{ typeof(string), typeof(int) }));
如果对Mock类应用重构以便重命名该方法，会发生什么情况呢？如果参数类型发生更改，会发生什么情况呢？毫无疑问，会发生运行时异常！如果采用一个使用大量反射的插入式灵活框架，这决不是一个小问题。由于害怕出错而不敢应用重构（或者使其代价昂贵）必然会限制您改进设计和完善代码的能力。那么，试着替换魔力字符串（magic strings）和松散类型的Type数组将会如何呢？
MethodInfo info =
Reflector.Method<Mock, string, int>(
 (x, y, z) => x.PublicMethodParameters(y, z));
 
通过Linq进行强类型反射
其工作原理是作为参数传递的λ表达式（就像前一版本.NET中的委托一样）不一定要执行。
上面的代码基本上构造了一个可以调用类型上给定方法的λ表达式。声明方法的目标类型的类型就是Method<> static generic方法的第一个类型参数。您可指定的可选类型参数将是您要调用的方法的参数类型（如果存在）。如果我想获得无参数方法的MethodInfo，则表达式将是：
MethodInfo info = Reflector.Method<Mock>(
        x => x.PublicMethodNoParameters());
这比您以前见到的任何λ表达式都典型。在λ表达式中，如果您需要传递附加参数，则必须将所有内容放到括号中（上例中的x、y和z）。用于属性和字段的类型映射功能是相同的：
PropertyInfo property =
 Reflector.Property<Mock>(x => x.PublicProperty);
FieldInfo field =
 Reflector.Field<Mock>(x => x.PublicField);
 
利用表达式树
现在我们开始讨论比较有趣的内容，即如何实现它。
在Linq中，任何接收λ表达式（委托类型）的方法都可以转换为接收相同委托类型的Expression<T>的方法，并且不需要更改客户机代码。例如：
privatestaticvoid DoSomething(Predicate<Mock> predicate)
可以替换为：
privatestaticvoid DoSomething(
    Expression<Predicate<Mock><Mock>> predicate)
在上述两种情况下，调用代码可以是相同的λ表达式：
DoSomething(x => x.Value > 25);
这里发生的情况是，编译器不会将指针传入到第二个方法签名的匿名委托中，而是生成以表达式树的形式构建AST（抽象语法树）的IL代码。如果您打开Reflector（我的类型反射类的名字也由此而来，它是任何高级开发人员都应该经常使用的最伟大的工具）并取消对DoSomething的方法调用，就可以看到：
ParameterExpression expression1 =
    Expression.Parameter(typeof(Mock), "x");
Program.DoSomething(
 Expression.Lambda<Predicate<Mock>>(
    Expression.GT(Expression.Field(
              expression1, fieldof(Mock.Value)),
    Expression.Constant(0x19, typeof(int))),
 newParameterExpression[]{expression1 })
);
这里您可以看到编译器如何使用Expression类上的静态方法构建整个表达式（我对API的详细看法另外单独讨论）。当然，在方法实现中，您可以检查相同的树并执行任何想执行的操作。最新的Linq CTP包含一个非常酷的可视化工具，在运行时到达您的方法主体时可以用来查看表达式树中的情况：
到现在为止，您应该明白了我正在实现一个强类型反射：我接收一个表达式树，并在其中搜索方法调用节点（或者，对于属性和字段来说是成员访问）。下面是Method<>方法的实现：
publicstaticMethodInfo Method<TDeclaringType>(
              Expression<Operation> method)
{
    return GetMethodInfo(method);
}
 
privatestaticMethodInfo GetMethodInfo(Expression method)
{
    LambdaExpression lambda = method asLambdaExpression;
    if (lambda == null)
        thrownewArgumentNullException("method");
   
    MethodCallExpression methodExpr = null;
 
    // 我们的Operation<T>返回一个对象，故首先可以声名一
    // 个类型转换（如果方法无返回对象）或直接方法调用。
    if (lambda.Body.NodeType == ExpressionType.Cast)
    {
        // 类型转换是一个一元操作，而操作数是一个方法调用表达式。
        methodExpr = ((UnaryExpression)lambda.Body).
                Operand asMethodCallExpression;
    }
    elseif (lambda.Body.NodeType == ExpressionType.MethodCall ||
        lambda.Body.NodeType == ExpressionType.MethodCallVirtual)
    {
        methodExpr = lambda.Body asMethodCallExpression;
    }
    if (methodExpr == null)
        thrownewArgumentException("method");
    return methodExpr.Method;
}
我创建的就是Operation委托类型。不能使用Linq Func<T>（以及T、Arg0……），因为它们返回的是布尔值。我需要更灵活的对象，简单来说就是返回对象的对象，以及接收一些固定参数类型（例如Func<T>）的委托“重载”。因此我得到如下内容：
publicdelegateobjectOperation();
publicdelegateobjectOperation<T>(T declaringType);
publicdelegateobjectOperation(T declaringType, A0 arg0);
...
注意，API的用户从来都不会知道这些委托类型的对象的存在，就像查询操作符的用户从不知道Func<T>的存在一样。我希望将来这些委托能够消失，而代之以更好的东西（可能是publicdelegateobject Operation < params T> ;)）。此外，注意我是如何将新的参数类型的参数添加到Ｔ“后面”的，Ｔ是重载的通用转换，与Linq在Func<T>中的功能正好相反。
属性和字段与上面的例子非常类似，没有什么特殊之处。不过，Method重载确实是一个很好的部分：
publicstaticMethodInfo Method<TDeclaringType>(
    Expression<Operation<TDeclaringType>> method)
{
    return GetMethodInfo(method);
}
publicstaticMethodInfo Method<TDeclaringType, A0>(
    Expression<Operation<TDeclaringType, A0>> method)
{
    return GetMethodInfo(method);
}
publicstaticMethodInfo Method<TDeclaringType, A0, A1>(
    Expression<Operation<TDeclaringType, A0, A1>> method)
{
    return GetMethodInfo(method);
}
...
好了，重点到底是什么？由于能够指定参数类型并在λ表达式中声明它们，您通常能够获得强类型和编译类型的安全性，即使您在结尾处使用了反射。回到最开始的例子：
MethodInfo info = Reflector.Method<Mock, string, int>(
        (x, y, z) => x.PublicMethodParameters(y, z));
看一下如何使y和z参数成为强类型参数，并用于在编译时找出λ表达式中“调用”的是哪个方法。完全更新IDE以便与C# 3.0一起使用时，给定参数的重命名重构工具可提供期望的结果：它在任何情况下都会重命名，就像您使用它时一样，即使对于反射也是如此！并且，如果您更改参数类型，代码将会编译失败！

本文来自CSDN博客，转载请标明出处：http://blog.csdn.net/programmer_editor/archive/2006/09/29/1305859.aspx