Linq的超越--强类型反射
来源:互联网 发布:数值最优化 万中 pdf 编辑:程序博客网 时间:2024/05/26 05:52
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",
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());
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);
Reflector.Property<Mock>(x => x.PublicProperty);
FieldInfo field =
Reflector.Field<Mock>(x => x.PublicField);
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)
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");
Expression.Parameter(typeof(Mock), "x");
Program.DoSomething(
Expression.Lambda<Predicate<Mock>>(
Expression.GT(Expression.Field(
expression1, fieldof(Mock.Value)),
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)
Expression<Operation> method)
{
return GetMethodInfo(method);
}
privatestaticMethodInfo GetMethodInfo(Expression method)
{
LambdaExpression lambda = method asLambdaExpression;
if (lambda == null)
thrownewArgumentNullException("method");
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。
// 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;
Operand asMethodCallExpression;
}
elseif (lambda.Body.NodeType == ExpressionType.MethodCall ||
lambda.Body.NodeType == ExpressionType.MethodCallVirtual)
{
methodExpr = lambda.Body asMethodCallExpression;
}
if (methodExpr == null)
thrownewArgumentException("method");
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)
Expression<Operation<TDeclaringType>> method)
{
return GetMethodInfo(method);
}
publicstaticMethodInfo Method<TDeclaringType, A0>(
Expression<Operation<TDeclaringType, A0>> method)
Expression<Operation<TDeclaringType, A0>> method)
{
return GetMethodInfo(method);
}
publicstaticMethodInfo Method<TDeclaringType, A0, A1>(
Expression<Operation<TDeclaringType, A0, A1>> method)
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));
(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!
http://blog.csdn.net/programmer_editor/archive/2006/09/29/1305859.aspx
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