Отражение, метаданные, атрибуты

@NightmareZ · 10.10.2010, 20:57. **Показов** 94618. **Ответов** 1

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Одной из особенностей платформы .NET является то, что программы, написанные под неё, не превращаются в монотонные последовательности машинных инструкций, разобрать которые - весьма нетривиальная задача в общем случае, а наоборот, сохраняют первоначальную структуру (включая иерархию классов и т.п.), а также снабжаются подробной информацией о том, где и что лежит и что из себя представляет. Такая информация, такие данные о данных (о программе), называются метаданными.

Часть метаданных генерируется компилятором. Часть можно задавать самому в программном коде при помощи атрибутов. Используется она тоже всюду: и средой исполнения, и программистом (по мере необходимости с помощью системы отражения (reflection)).

Далее для примеров я буду использовать такие типы:

C#
1
2
3
class A { }
class B : A { }
class C { }

Оператор is.

Оператор is позволяет определить, совместим ли объект с указанным типом.
Если ссылка содержит null, оператор is вернёт false.
Объявление неявного оператора преобразования из типа в тип (в данном случае из A в C и/или обратно) никак на оператор is не повлияет.

C#
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
A objA = new A();
B objB = new B();
 
// True - потому что объект objA является экземпляром класса A.
Console.WriteLine(objA is A);
 
// False - потому что объект objA не является экземпляром класса C.
Console.WriteLine(objA is C);
 
// True - потому что объект objA является экземпляром класса,
// унаследованным от класса A. Потому objB можно приводить к типу A.
Console.WriteLine(objB is A);
 
// False - потому что объект objB никаким образом не связан с классом C.
Console.WriteLine(objB is C);

Оператор as.

Оператор as является оператором приведения, позволяя приводить объект к любому типу. В случае, если приведение не удалось, возвращается null.

C#
1
2
object objB = new B();
A objA = objB as A;

Привести к типу можно и вот таким образом:

C#
1
2
object objB = new B();
A objA = (A)objB;

с той лишь разницей, что в этом случае при неудачном приведении будет брошено исключение InvalidCastException.

Также нужно заметить, что оператор as не выполняет, например, преобразования определённые пользователем.

Оператор typeof и класс System.Type.

Класс System.Type описывает тип данных и с помощью своих методов и свойств открывает доступ к чтению метаданных этого типа. Получить экземпляр данного класса для типа можно несколькими способами:

C#
1
2
3
// С помощью оператора typeof получаем объект,
// описывающий тип, собственно по самому типу
Type t = typeof (A);

C#
1
2
3
4
// Базовый класс System.Object имеет метод GetType(), который возвращает
// объект класса Type для данной сущности
A obj = new A();
Type t = obj.GetType();

C#
1
2
// Класс Type имеет статический метод GetType(), позволяющий получить тип по его имени
Type t = Type.GetType("A");

Здесь "A" - полный путь к типу со всеми пространствами имён.

Некоторые свойства-предикаты класа Type:

IsAbstract - является ли тип абстрактным классом.
IsArray - является ли тип массивом.
IsClass - является ли тип классом (а не интерфейсом или структурой).
IsInterface - является ли тип интерфейсом.
IsEnum - является ли тип перечислением.
IsValueType - является ли тип структурой (а, если точнее, то наследником System.ValueType, а это все нессылочные типы).
и т.д.

Пример:

C#
1
2
// True - тип A является классом
Console.WriteLine(typeof(A).IsClass);

Также стоит упомянуть свойство Name, возвращающее имя типа. Может быть полезно при отладке:

C#
1
2
// Выведет "A"
Console.WriteLine(typeof(A).Name);

Кроме полезных свойств класс Type содержит также немало методов, также крайне полезных. Например, метод GetMethods() возвращает массив объектов класса MethodInfo. Класс MethodInfo по сути служит тем самым описателем для метода, каким является класс Type для типа. Т.е. GetMethods() возвращает по описателю для каждого метода в данном типе.

Для примера расширим класс A, добавив в него несколько методов:

C#
1
2
3
4
5
6
class A
{
public void MethodHello() { }
public void MethodWorld() { }
private void Abc() { }
}

А теперь выведем их имена на консоль:

C#
1
2
3
4
5
Type t = typeof (A);
MethodInfo[] methods = t.GetMethods();
 
foreach (MethodInfo method in methods)
Console.WriteLine(method.Name);

После выполнения данного кода увидим следующее:

Code
1
2
3
4
5
6
MethodHello
MethodWorld
ToString
Equals
GetHashCode
GetType

Это все методы, которые есть у нашего класса A. В том числе и методы, унаследованные (в данном случае от класса System.Object). А, например, метода Abc в списке не оказалось, потому что он является приватным.

Само собой процессом получения методов можно управлять. Для этого в классе Type есть перегруженная версия метода GetMethods, которая принимает в качестве параметра флаги задаваемые перечислением BindingFlags. Например, для того, чтобы вывести и публичные и приватные методы, нужно использовать флаги Public и NonPublic:

C#
1
MethodInfo[] methods = typeof(A).GetMethods(BindingFlags.Public | BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance);

Кроме метода GetMethods(), есть также метод GetMethod(), позволяющий получить метод по имени. Например, так:

C#
1
MethodInfo method = typeof (A).GetMethod("MethodHello");

Кроме методов класса Type для получения методов типа, есть также следующие методы:

GetMembers() и GetMember() - позволяют получить любые члены типа, включая методы, свойства, конструкторы, вложенные типы и т.д.
GetInterfaces() и GetInterface() - позволяют получить интерфейсы, реализованные типом.
GetNestedTypes() и GetNestedType() - позволяют получить вложенные типы. Т.е. для класса
C#
1 2 3 4
class X { public class Y { } }
эти методы позволяют получить объект описыващий тип Y.
GetProperties() и GetProperty() - позволяют получить свойства.
и т.д.

Вызов члена по его *Info.

Понятное дело, что хорошо иметь под рукой инструмент позволяющий получать информацию о всех типах и их членах. Но всё бы было не так хорошо, если бы на этом всё и заканчивалось. На самом деле все эти классы MethodInfo, PropertyInfo и прочие *Info позволяют не только получить информацию, но и нахально ею воспользоваться. Например, метод можно вызвать:

C#
1
2
3
A objA = new A();
MethodInfo method = objA.GetType().GetMethod("MethodHello");
method.Invoke(objA, null);

Происходит это с помощью метода Invoke класса MethodInfo. Первый аргумент - объект типа, в котором объявлен метод, который мы хотим вызвать (для статических методов, понятное дело, объект не нужен и можно указать null). Второй аргумент - аргументы вызываемого метода (так как у нашего метода их нет, передаём null).

Аналогично со свойствами. Допустим, есть у нас класс

C#
1
2
3
4
class ClassWithProperty
{
public int Prop { get; set; }
}

тогда можно к его свойству Prop обратиться так:

C#
1
2
3
ClassWithProperty obj = new ClassWithProperty();
PropertyInfo property = obj.GetType().GetProperty("Prop");
property.SetValue(obj, 1, null);

Метод SetValue() класса PropertyInfo позволяет записать значение в свойство (есть также метод GetValue(), с помощью которого можно значения получать). Первый аргумент - объект, с которым хотим работать. Второй аргумент - собственно значение, которое хотим установить. Третий же аргумент позволяет задавать индексы для индексатора (но так как у нас простое свойство, то ставим просто null).

Также стоит упомянуть о конструкторах. Получив объект класса ConstructorInfo, можно, как не сложно догадаться, вызвав его, создать объект.

C#
1
2
Type t = typeof (A);
A obj = (A) t.GetConstructors()[0].Invoke(null);

Что это даёт? Например, возможность создавать объекты по их строковому имени. Вот так:

C#
1
2
Type t = Type.GetType("A");
A obj = (A) t.GetConstructors()[0].Invoke(null);

На самом деле, это не единственный и не самый простой способ создать объект по имени класса. Ниже я напишу, как это сделать проще.

Атрибуты.

Атрибуты - это средство привязки информации к различным сущностям: методам, свойствам, типам и даже целым сборкам. По своей сути атрибут - это экземпляр класса унаследованного от System.Attribute.

Присоединить атрибут к сущности можно путём добавления его имени перед ней в квадратных скобках:

C#
1
2
3
4
5
public class A
{
[ObsoleteAttribute]
public void B() { }
}

В данном случае предопределённый атрибут ObsoleteAttribute указывает на то, что метод B является устаревшим и его использовать не стоит. Указывает он это среде (IDE), которая соответствующим образом использование такого метода подчеркнёт и компилятору, который выдаст предупреждение.

В C# есть небольшое упрощение: слово Attribute можно не писать, компилятор сам подставит что нужно:

C#
1
2
3
4
5
public class A
{
[Obsolete]
public void B() { }
}

Бывают также атрибуты, которые принимают некоторые значения в качестве параметров. В таком случае эти значения нужно указать в круглых скобках после имени атрибута.

Можно, безусловно, создавать свои атрибуты. Для этого просто унаследуемся от класса System.Attribute:

C#
1
2
3
4
5
6
7
8
9
class ColoredAttribute : Attribute
{
public ColoredAttribute(ConsoleColor color)
{
Color = color;
}
 
public ConsoleColor Color { get; private set; }
}

Этот класс позволит задавать "цвет" для любой сущности вот таким образом:

C#
1
2
3
4
5
6
7
8
class A
{
[Colored(ConsoleColor.Red)]
public void X() { }
 
[Colored(ConsoleColor.Green)]
public void Y() { }
}

Понятно, что о целях нашего атрибута знаем только мы, потому нужно написать код, который соответствующие методы выведет в консоль заданным нами с помощью атрибута цветом. Для этого обратимся опять к System.Type:

C#
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Type t = typeof (A);
foreach (MethodInfo method in t.GetMethods())
{
object[] attribs = method.GetCustomAttributes(typeof(ColoredAttribute), false);
if (attribs.Length == 0) continue;
 
ColoredAttribute attrib = (ColoredAttribute)attribs[0];
Console.ForegroundColor = attrib.Color;
Console.WriteLine(method.Name);
}

Данный код выведет в консоль имя метода X красным цветом и имя метода Y зелёным. Получили мы атрибуты связанные с методами при помощи метода GetCustomAttributes(). Таким же образом можно получать атрибуты и для других сущностей.

При создании своего класса атрибутов стоит обратить внимание на предопределённый атрибут AttributeUsage. С помощью него можно задать область применимости своего атрибута. Например, если определим наш класс таким образом

C#
1
2
3
4
5
[AttributeUsage(AttributeTargets.Method)]
class ColoredAttribute : Attribute
{
// ....
}

то использовать атрибут ColoredAttribute можно будет только на методах.

Ещё хочу упомянуть очень полезный в хозяйстве атрибут Conditional. Он позволяет задавать условные методы, которые будут вызываться лишь в том случае, если соответствующий идентификатор определён с помощью директивы #define.

В этом примере метод World() будет вызываться только в случае, если определён идентификатор TEST. Если убрать из кода #define TEST, сообщения Hello на консоли мы не увидим.

C#
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
#define TEST
 
using System;
using System.Diagnostics;
 
class Program
{
[Conditional("TEST")]
static void World()
{
Console.WriteLine("Hello");
}
 
static void Main()
{
World();
}
}

@tezaurismosis · 24.08.2015, 10:59

Комментарий модератора

Если вы нашли неточность или опечатку, хотите что-то добавить к написанному в статье - обсуждение ведётся в отдельной теме:
https://www.cyberforum.ru/faq/thread1519084.html

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
Новый ноутбук volvo 07.12.2025 Всем привет. По скидке в "черную пятницу" взял себе новый ноутбук Lenovo ThinkBook 16 G7 на Амазоне: Ryzen 5 7533HS 64 Gb DDR5 1Tb NVMe 16" Full HD Display Win11 Pro	Музыка, написанная Искусственным Интеллектом volvo 04.12.2025 Всем привет. Некоторое время назад меня заинтересовало, что уже умеет ИИ в плане написания музыки для песен, и, собственно, исполнения этих самых песен. Стихов у нас много, уже вышли 4 книги, еще 3. . .	От async/await к виртуальным потокам в Python IndentationError 23.11.2025 Армин Ронахер поставил под сомнение async/ await. Создатель Flask заявляет: цветные функции - провал, виртуальные потоки - решение. Не threading-динозавры, а новое поколение лёгких потоков. Откат?. . .	Поиск "дружественных имён" СОМ портов Argus19 22.11.2025 Поиск "дружественных имён" СОМ портов На странице: https:/ / norseev. ru/ 2018/ 01/ 04/ comportlist_windows/ нашёл схожую тему. Там приведён код на С++, который показывает только имена СОМ портов, типа,. . .	Сколько Государство потратило денег на меня, обеспечивая инсулином. Programma_Boinc 20.11.2025 Сколько Государство потратило денег на меня, обеспечивая инсулином. Вот решила сделать интересный приблизительный подсчет, сколько государство потратило на меня денег на покупку инсулинов. . . .
Ломающие изменения в C#.NStar Alpha Etyuhibosecyu 20.11.2025 Уже можно не только тестировать, но и пользоваться C#. NStar - писать оконные приложения, содержащие надписи, кнопки, текстовые поля и даже изображения, например, моя игра "Три в ряд" написана на этом. . .	Мысли в слух kumehtar 18.11.2025 Кстати, совсем недавно имел разговор на тему медитаций с людьми. И обнаружил, что они вообще не понимают что такое медитация и зачем она нужна. Самые базовые вещи. Для них это - когда просто люди. . .	Создание Single Page Application на фреймах krapotkin 16.11.2025 Статья исключительно для начинающих. Подходы оригинальностью не блещут. В век Веб все очень привыкли к дизайну Single-Page-Application . Быстренько разберем подход "на фреймах". Мы делаем одну. . .	Фото: Daniel Greenwood kumehtar 13.11.2025	Расскажи мне о Мире, бродяга kumehtar 12.11.2025 — Расскажи мне о Мире, бродяга, Ты же видел моря и метели. Как сменялись короны и стяги, Как эпохи стрелою летели. - Этот мир — это крылья и горы, Снег и пламя, любовь и тревоги, И бескрайние. . .