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C++ 中的反射

news 来源：原创 2024/5/6 16:16:17

http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/y0114hz2.aspx

更新：2007 年 11 月

反射允许在运行时检查已知数据类型。例如，反射允许使用给定程序集中的数据类型的枚举，并且可以发现给定类或值类型中的成员。无论类型是否已知或者在编译时被引用，都是如此。这使反射成为开发和代码管理工具的一项有用功能。

请注意，所提供的程序集名称是强名称（请参见具有强名称的程序集），其中包括程序集版本、区域性和签名信息。另请注意，可以检索在其中定义数据类型的命名空间的名称以及基类的名称。

若要访问反射功能，最常见的方式是通过GetType方法。此方法由System::Object提供，所有垃圾回收类都从其派生。

如果 .exe 是用/clr:pure或/clr:safe编译器选项生成的，允许使用用 Visual C++ 编译器生成的 .exe 上的反射。有关更多信息，请参见/clr（公共语言运行库编译）。

此节中的主题：

如何：使用反射实现插件组件结构
如何：使用反射枚举程序集中的数据类型

有关更多信息，请参见

反射
System.Reflection 命名空间

示例

GetType方法返回指向Type类对象的指针，该类对象描述对象所基于的类型。（“Type”对象不包含任何实例特定信息。）类型的全名就是这样的对象，它可能显示如下：

请注意，类型名称包括整个类型定义范围（包括命名空间），并且以 .NET 语法显示（以点号作为范围解析运算符）。

// vcpp_reflection.cpp
// compile with: /clr
using namespace System;
int main() {
   String ^ s = "sample string";
   Console::WriteLine("full type name of '{0}' is '{1}'", s, s->GetType());
}

full type name of 'sample string' is 'System.String'

值类型也可以与GetType函数一起使用，但它们必须首先装箱。

// vcpp_reflection_2.cpp
// compile with: /clr
using namespace System;
int main() {
   Int32 i = 100; 
   Object ^ o = i;
   Console::WriteLine("type of i = '{0}'", o->GetType());
}

type of i = 'System.Int32'

与GetType方法一样，typeid运算符将返回一个指向“Type”对象的指针，所以此代码指示类型名System.Int32。反射的最基本功能是显示类型名，但是可能更有用的技术是检查或发现枚举类型的有效值。这可以通过使用静态Enum::GetNames函数来实现，该函数返回一个字符串数组，每个字符串包含文本形式的枚举值。下面的示例检索一个字符串数组，它描述“Options”(CLR) 枚举的值枚举值并在一个循环中显示这些值。

如果向“Options”枚举添加第四个选项，此代码将在不重新编译的情况下报告新的选项（即使该枚举是在单独的程序集中定义的）。

// vcpp_reflection_3.cpp
// compile with: /clr
using namespace System;

enum class Options {   // not a native enum
   Option1, Option2, Option3
};

int main() {
   array<String^>^ names = Enum::GetNames(Options::typeid);

   Console::WriteLine("there are {0} options in enum '{1}'", 
               names->Length, Options::typeid);

   for (int i = 0 ; i < names->Length ; i++)
      Console::WriteLine("{0}: {1}", i, names[i]);

   Options o = Options::Option2;
   Console::WriteLine("value of 'o' is {0}", o);
}

there are 3 options in enum 'Options'
0: Option1
1: Option2
2: Option3
value of 'o' is Option2

GetType对象支持大量可用来检查类型的成员和属性。此代码检索并显示此信息中的一部分：

// vcpp_reflection_4.cpp
// compile with: /clr
using namespace System;
int main() {
   Console::WriteLine("type information for 'String':");
   Type ^ t = String::typeid;

   String ^ assemblyName = t->Assembly->FullName;
   Console::WriteLine("assembly name: {0}", assemblyName);

   String ^ nameSpace = t->Namespace;
   Console::WriteLine("namespace: {0}", nameSpace);

   String ^ baseType = t->BaseType->FullName;
   Console::WriteLine("base type: {0}", baseType);

   bool isArray = t->IsArray;
   Console::WriteLine("is array: {0}", isArray);

   bool isClass = t->IsClass;
   Console::WriteLine("is class: {0}", isClass);
}

type information for 'String':
assembly name: mscorlib, Version=1.0.5000.0, Culture=neutral, 
PublicKeyToken=b77a5c561934e089
namespace: System
base type: System.Object
is array: False
is class: True

反射还允许枚举程序集内的类型和类中的成员。为了说明此功能，请定义一个简单类：

// vcpp_reflection_5.cpp
// compile with: /clr /LD
using namespace System;
public ref class TestClass {
   int m_i;
public:
   TestClass() {}
   void SimpleTestMember1() {}
   String ^ SimpleMember2(String ^ s) { return s; } 
   int TestMember(int i) { return i; }
   property int Member {
      int get() { return m_i; }
      void set(int i) { m_i = i; }
   }
};

如果已将上面的代码编译到称为 vcpp_reflection_6.dll 的 DLL 中，则您可以使用反射检查此程序集的内容。这包括使用静态反射 API 函数Assembly::Load来加载程序集。此函数返回Assembly对象的地址，然后它可以在该对象中查询关于模块和类型的信息。

反射系统一旦成功加载程序集，即会用Assembly::GetTypes函数检索“Type”对象的数组。每个数组元素都包含关于不同类型的信息（虽然本例中只定义了一个类）。通过循环，将使用Type::GetMembers函数对此数组中的每个“Type”查询关于类型成员的信息。此函数返回一个MethodInfo对象的数组，每个对象都包含关于类型中成员函数、数据成员或属性的信息。

请注意，方法列表包含在TestClass中显式定义的函数以及从System::Object类隐式继承的函数。在用 .NET（而不是用 Visual C++ 语法）进行描述时，属性将显示为由 get/set 函数访问的基础数据成员。get/set 函数在此列表中显示为规则方法。整个公共语言运行库都支持反射，但 Visual C++ 编译器不支持反射。

虽然您使用此代码来检查已定义的程序集，但也可以使用此代码来检查 .NET 程序集。例如，如果将 TestAssembly 更改为 mscorlib，则将看到在 mscorlib.dll 中定义的每个类型和方法的列表。

// vcpp_reflection_6.cpp
// compile with: /clr
using namespace System;
using namespace System::IO;
using namespace System::Reflection;
int main() {
   Assembly ^ a = nullptr;
   try {
      // load assembly -- do not use file extension
      // will look for .dll extension first
      // then .exe with the filename
      a = Assembly::Load("vcpp_reflection_5");
   }
   catch (FileNotFoundException ^ e) {
      Console::WriteLine(e->Message);
      return -1;
   }

   Console::WriteLine("assembly info:");
   Console::WriteLine(a->FullName);
   array<Type^>^ typeArray = a->GetTypes();

   Console::WriteLine("type info ({0} types):", typeArray->Length);

   int totalTypes = 0;
   int totalMembers = 0;
   for (int i = 0 ; i < typeArray->Length ; i++) {
      // retrieve array of member descriptions
      array<MemberInfo^>^ member = typeArray[i]->GetMembers();

      Console::WriteLine("  members of {0} ({1} members):", 
      typeArray[i]->FullName, member->Length);
      for (int j = 0 ; j < member->Length ; j++) {
         Console::Write("       ({0})", 
         member[j]->MemberType.ToString() );
         Console::Write("{0}  ", member[j]);
         Console::WriteLine("");
         totalMembers++;
      }
      totalTypes++;
   }
   Console::WriteLine("{0} total types, {1} total members",
   totalTypes, totalMembers);
}