浅谈C#4 Dynamic

Dynamic关键字和DLR是C#4和.NET Framework 4中重大的新增功能！

1.什么是“动态”？

一般而言，动态语言不执行编译时类型检查，仅在运行时识别对象的类型。缺少编译时类型检查也会导致 IntelliSense 功能无效。

C# 最初是作为纯静态语言创建的，但 C# 4 添加了一些动态元素，用以改进与动态语言和框架之间的互操作性。C# 团队考虑了多种设计选项，但最终确定添加一个新关键字来支持这些功能：dynamic。

当我们使用 dynamic 关键字时，我们就告诉了编译器关闭编译时检查。网上以及 MSDN 文档中有大量关于如何使用该关键字的示例。

2.Dynamic、Object 、Var区别

关键字 object 表示 System.Object 类型，它是 C# 类层次结构中的根类型。此关键字经常在编译时无法确定对象类型时使用，而这种情况经常在各种互操作性情形中发生。

从 C# 3.0 起，关键字 var 开始用于隐式类型化局部变量以及匿名类型。此关键字经常与 LINQ 结合使用。当使用 var 关键字声明变量时，将在编译时根据初始化字符串推断该变量的类型。在运行时无法更改该变量的类型。如果编译器不能推断类型，它会生成一个编译错误。

C# 4 中引入的 dynamic 关键字可使某些传统上依赖于 object 关键字的情形更容易编写和维护。实际上，动态类型在后台使用 System.Object 类型。但与 object 不同的是，动态类型不需要在编译时执行显式转换操作，因为它仅在运行时识别类型。

3.Dynamic一般用法示例

基本的用法，用代码来说吧：

using System;
using System.Reflection;

namespace csdlr
{
    public class Employee
    {
        public string FirstName { get; set; }

        public void Speak()
        {
            Console.WriteLine("My name is {0}", FirstName);
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            ////Error 1:
            //var o_1 = GetASpeaker();
            //o_1.Speak();
            ////Error 2:
            //object o_2 = GetASpeaker();
            //o_2.Speak();

            //1.普通
            Employee o = GetASpeaker() as Employee;//var o=GetASpeaker();//OK also.
            o.Speak();
            //2.反射
            object o1 = GetASpeaker();
            o1.GetType().GetMethod("Speak").Invoke(o, null);
            //3.Dynamic
            dynamic o2 = GetASpeaker();
            o2.Speak();

            Console.ReadKey();
            //程序并未添加Dogs这个程序集的引用，其和可执行程序在同一目录下即可
            //反射程序集，动态创建其类型实例，并调用其方法
            Type dogType = Assembly.Load("Dogs").GetType("Dogs.Dog");//注意：完全限定名，困惑了好久！
            dynamic dog = Activator.CreateInstance(dogType);
            dog.Speak();

            Console.ReadKey();

        }

        private static object GetASpeaker()
        {
            return new Employee() { FirstName = "DebugLZQ" };
        }
    }
}

Dogs类库如下：

using System;

namespace Dogs
{
    public class Dog
    {
        public void Speak()
        {
            Console.WriteLine("Woof");
        }
    }
}

其编译后为Dogs.dll。

4.Dynamic关键字

using System;
using System.Dynamic;

namespace ExpandoSample
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //ExpandoObject：表示一个对象，该对象包含可在运行时动态添加和移除的成员。
            dynamic expando=new ExpandoObject();
            expando.Name = "DebugLZQ";
            expando.Speak = new Action(()=>Console.WriteLine("My name is {0}",expando.Name ));

            expando.Speak();

            Console.ReadKey();
        }
    }
}

要了解更加深入的方案，请看关于 ExpandoObject 和 DynamicObject 类的 MSDN 文档。同时，还有一些值得一看的文章，比如由 Bill Wagner 撰写的文章“动态方法包 。

5.动态功能与 COM 互操作

C# 团队在 C# 4 版本中专门考虑的 COM 互操作方案是针对 Microsoft Office 应用程序（如 Word 和 Excel）进行编程。他们的目的是让这一任务在 C# 中变得像在 Visual Basic 中那样容易和自然。

using System;
using System.Diagnostics;

namespace dynamicExcel
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Type excelType = Type.GetTypeFromProgID("Excel.Application");
            dynamic excel = Activator.CreateInstance(excelType);

            excel.Visible = true;
            excel.Workbooks.Add();

            dynamic sheet = excel.ActiveSheet;

            Process[] processes = Process.GetProcesses();
            for (int i = 0; i < processes.Length ; i++)
            {
                sheet.Cells[i + 1, "A"] = processes[i].ProcessName;
                sheet.Cells[i + 1, "B"] = processes[i].Threads.Count;
            }
        }
    }
}

 

6.类包装

使用它可以为自己的库提供更好的语法，或为现有库创建包装。

using System;
using System.Xml.Linq;

namespace EncodXML
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //处理XML基本就这三种框架
            //1.XmlDocument
            //...
            //2.LINQ to XML
            //...
            //3.XDocument
            var doc = XDocument.Load("Employees.xml");
            foreach (var employee in doc.Element("Employees").Elements("Employee"))
            {
                Console.WriteLine(employee.Element("FirstName").Value );
            }

            //Dynamic包装-提供更简洁的语法
            var doc2 = XDocument.Load("Employees.xml").AsExpando();
            foreach (var employee in doc2.Employees)
            {
                Console.WriteLine(employee.FirstName);
            }
        }
    }
}

using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Xml.Linq;
using System.Dynamic;

namespace EncodXML
{
    public static class ExpandoXML
    {
        public static dynamic AsExpando(this XDocument xDocument)
        {
            return CreateExpando(xDocument.Root);
        }

        private static dynamic CreateExpando(XElement element)
        {
            var result = new ExpandoObject() as IDictionary<string, object>;
            if(element.Elements().Any(e=>e.HasElements ))
            {
                var list = new List<ExpandoObject>();
                result.Add(element.Name.ToString(),list);
                foreach(var childElement in element.Elements())
                {
                   list.Add(CreateExpando(childElement )); 
                }
            }
            else
            {
                foreach (var leafElement in element.Elements())
                {
                   result.Add(leafElement.Name.ToString(),leafElement.Value ); 
                }
            }
            return result;
        }
    }
}

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<Employees>
  <Employee>
    <FirstName>DebugLZQ</FirstName>
  </Employee>
  <Employee>
    <FirstName>DebugLZQ</FirstName>
  </Employee>
  <Employee>
    <FirstName>DebugLZQ</FirstName>
  </Employee>
  <Employee>
    <FirstName>DebugLZQ</FirstName>
  </Employee>
  <Employee>
    <FirstName>DebugLZQ</FirstName>
  </Employee>
  <Employee>
    <FirstName>DebugLZQ</FirstName>
  </Employee>
</Employees>

其他

关于反射与Dynamic使用方法对照

using System;
using System.Reflection;

namespace LoadAssembly
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Type dogType = Assembly.Load("Dogs").GetType("Dogs.Dog");
            dynamic dog = Activator.CreateInstance(dogType);
            dog.Speak();
            Console.ReadKey();

            object dog2 = Activator.CreateInstance(dogType);
            dog2.GetType().GetMethod("Speak").Invoke(dog2, null);             
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

关于Dynamic优化反射性能请看：浅谈.NET反射机制的性能优化。