C# 动态语言扩展

1、DLR

Dynamic Language Runtime（动态语言进行时），C# 4 的动态功能是其中的一部分。它是添加一系列服务到CLR中，允许添加动态语言，如Ruby 和 Python，使得C# 具备和这些动态语言相同的动态功能。

位于System.Dynamic 和 System.Runtime.Complier-Services名称空间里的几个类中。

IronRuby 和 IronPython 是Ruby 和Python 的开源版本，它们使用DLR。Silverlight 也是用 DLR。通过包含DLR，可以给应用程序添加脚本编辑功能。脚本运行库允许给脚本传入变量和从脚本传出变量。

 

2、dynamic 类型

dynamic 类型允许写 忽略编译期间 的类型检查的代码。编译器直接就认为dynamic 对象的操作都是有效的。如果无效，运行时才会出错。下面来看一段代码示例：

 

 可以得出正常是会报错的，但是dynamic不会，如果尝试过的话，就会发现，用 dynamic 都没有方法提示出来，所以说它是直接跳过编译的。 注释staticEmployee调用方法这一段，执行会发生一个运行错误。抛出的异常是 RuntimeBinderException 异常。RuntimetBinder 对象会在运行时判断该调用，确定Employee 类是否支持被调用的方法。

与var不同，定义的 dynamic 对象可以在运行期间改变其类型。var 对象类型是延迟确定，但是确定之后，就不能更改。动态对象的类型可以更改，而且可以改变多次，但这并不是强制转换。它能实现int转string。

对于dynamic 类型有两个限制。不支持扩展方法，匿名函数（Lambda表达式）也不能用动态方法调用的参数，所以LINQ不能用于动态对象。大多数的LINQ调用的都是扩展方法，而Lambda表达式用作这些扩展方法的参数。

从后台的角度观察

这里就不从IL代码角度分析了（主要是还看不懂）。直接上结论。

在生成的代码中，能看到 System.Runtime.CompilerServices.CallSite 类和 System.Runtime.CompilerServices.CallSiteBinder 类的引用。

CallSite 是在运行期间处理查找操作的类型。在运行期间调用动态对象时，必须要找到该对象，查看其成员是否存在。CallSite 会缓存这个信息，这样查找就不需要重复执行。没有这个过程，循环结构的性能就会出现问题。

CallSite 完成了成员查找操作后，就调用 CallSiteBinder() 方法。它从CallSite中提取信息，并生成表达式树，来表示绑定器绑定的操作。

做的工作有很多，优化非常复杂的操作时就要格外小心。显然，使用 dynamic 类型是有用的，也是有代价的。

 

3、包含DLR ScriptRuntime

ScriptRuntime可以执行存储在文件中的代码段或完整的脚本。可以选择合适的语言引擎，也可以让DLR自己确定。脚本可以在自己的应用程序域或者在当前的应用程序域中创建。不仅可以给脚本传入数值并从脚本中传出数值，还可以在脚本中调用在动态对象上创建的方法。

这种灵活性为包含 ScriptRuntime 提供了无数种用法。

以购买物品的一个Windows客户端应用程序举例，当然也可以是其他的。

有折扣计算。

 

 先要确定应用折扣的脚本 AmountDisc.py 或 CountDisc.py

disAmt = .25
retAmt = amt
if amt > 25.00:
    retAmt = amt-(amt * discAmt)

discCount = 5
discAmt = .1
retAmt = amt
if prodCount > discCount:
    retAmt = amt-(amt * discAmt)

然后启动ScriptRuntime 环境步骤：创建 ScriptRuntime 对象、设置合适的 ScriptEngine、创建 ScriptSource 以及创建 ScripeScope。

ScriprRuntime 对象是起点，也是包含ScriptRuntime 的基础。它拥有包含环境的全局状态。ScriptRuntime 对象使用 CreateFromConfiguration() 静态方法创建。app.config如下所示：

 

 ScriptRuntime获取ScriptEngine 的引用。因为由 .py的扩展名，所以ScriptRuntimr 可以自己确定。

ScriptEngine执行脚本代码。执行文件或者代码段的脚本中有几种方法。ScriptEngine 还提供了 ScriptSource 和 ScriptScope。

ScriptSource 对象允许访问脚本，它表示脚本的源代码。其可以操作脚本的源代码。从磁盘加载，逐行解析，甚至把脚本编译到 CompiledCode 对象中。执行多个时很方便。

ScriptScope 对象实际上是一个名称空间。要给脚本传入值或从脚本传出值，把一个变量绑定到 ScriptScope上。

理解很浅，以后待加深。

 

4、DynamicObject 和 ExpandObject

要创建自己的动态对象有两种方法：

　　从DynamicObject中派生，需重写几个方法

　　使用ExpandoObject，可立即使用的密封类

DynamicObject

考虑一个人的对象。一般定义名字，年龄等属性。现在假定要在运行期间构建这个对象，且系统事先不知道对象有什么属性或该对象支持什么方法。此时就可以使用基于 DynamicObject对象。（需要这样的功能的场合几乎没有）

先看 DynamicObject：

    class WroxDynamicObject : DynamicObject
    {
        Dictionary<string, object> _dynamicData = new Dictionary<string, object>();

        public override bool TryGetMember(GetMemberBinder binder, out object result)
        {
            bool success = false;
            result = null;
            if (_dynamicData.ContainsKey(binder.Name))
            {
                result = _dynamicData[binder.Name];
                success = true;
            }
            else
                result = "Property Not Found!";

            return success;
        }

        public override bool TrySetMember(SetMemberBinder binder, object value)
        {
            _dynamicData[binder.Name] = value;
            return true;
        }

        public override bool TryInvokeMember(InvokeMemberBinder binder, object[] args, out object result)
        {
            dynamic method = _dynamicData[binder.Name];
            result = method((DateTime)args[0]);
            return result != null;            
        }

    }

重写了三个方法，TrySetMember() 、TryGetMember() 和 TryInvokeMember()

TrySetMember() 添加新方法、属性或字段。这里存储在一个 Dictionary 对象中。传递给 TrySetMember() 方法的 SetMemberBinder 对象包含Name属性，它用于标识 Dictionary 中的元素。

TryGetMember() 方法根据 GetMemberBinder对象的 Name属性检索存储在 Dictionary 中的对象。那么这些方法如何使用呢？看下面的代码：

            dyn = new WroxDynamicObject();
            dyn.FirstName = "Bugs";
            dyn.LastName = "Bunny";
            Console.WriteLine(dyn.GetType());
            Console.WriteLine("{0} {1}", dyn.FirstName, dyn.LastName);

 没错，当它一直存在直接用就好了。调用的重写方法是 .NET Framework帮我们完成的。DynamicObject 处理了绑定。

那么如何添加方法呢？看下面这个例子：

Func<DateTime, string> GetTomorrow = today => today.AddDays(1).ToShortDateString();
dyn.GetTomorrowDate = GetTomorrow;
Console.WriteLine("Tomorrow is {0}", dyn.GetTomorrowDate(DateTime.Now));

创建委托GetTomorrow。这里的委托表示的方法调用了 AddDays，给传入的Date 加上一天，返回得到的日期字符串。接着把委托设置为wroxDyn 对象上的GetTomorrowDate() 方法。最后一行调用新方法，并传递今天的日期。

动态功能发挥作用，对象上有了一个有效的方法。

ExpandoObject

ExpandoObject 的工作方式与前面的类似，却别是不需要重写方法

        static void DoExpando()
        {
            dynamic expObj = new ExpandoObject();
            expObj.FirstName = "Daffy";
            expObj.LastName = "Duck";
            Console.WriteLine(expObj.FirstName + " " + expObj.LastName);
            Func<DateTime, string> GetTomorrow = today => today.AddDays(1).ToShortDateString();
            expObj.GetTomorrowDate = GetTomorrow;
            Console.WriteLine("Tomorrow is {0}", expObj.GetTomorrowDate(DateTime.Now));

            expObj.Friends = new List<Person>();
            expObj.Friends.Add(new Person() { FirstName = "Bob", LastName = "Jones" });
            expObj.Friends.Add(new Person() { FirstName = "Robert", LastName = "Jones" });
            expObj.Friends.Add(new Person() { FirstName = "Bobby", LastName = "Jones" });

            foreach (Person friend in expObj.Friends)
            {
                Console.WriteLine(friend.FirstName + "  " + friend.LastName);
            }
        }

与 dynamic 似乎一样，但是多做了一件事，它把一个Person对象集合添加为对象的一个属性。看起来似乎和 dynamic 没什么区别，但是这里面有两点很重要。第一不能仅创建 dynamic 类型的空对象。必须把dynamic 类型赋予某个对象，像下面的代码就是无效的：

    dynamic dynObj;
    dynObj.FristName = "Tom";

第二，因为 dynamic 类型必须赋予某个对象，所以如果执行 GetType 调用，它就会报告赋予了 dynamic 类型的对象类型。赋int 就报 int ，这就不适用于 ExpandoObject 或派生自 DynamicObject 的对象。

如果需要控制动态对象中属性的添加和访问，则使该对象派生字 DynamicObject 是最佳选择。使用 DynamicObject，可以重写几个方法，准确的控制对象与运行库的交互方式。而对于其他情况，就应使用dynamic 类型 或 ExpandoObject。