了解 C# 4 中的 Dynamic 关键字

原文：http://www.ibeifeng.com/tech.php?id=62771

dynamic 关键字和动态语言运行时 (DLR) 是 C# 4 和 Microsoft .NET Framework 4 中的重大新增功能。 这样，人们在各种论坛和会议上总是一遍又一遍地提出相同的问题。

我还将提供指向相关内容的大量链接，供您进一步阅读。

　　什么是“动态”？

C# 和 Java 经常被认为是静态类型化语言的例子，而 Python、Ruby 和 JavaScript 是动态类型化语言的例子。

这种方法有利有弊：代码编写起来往往更快、更容易，但同时，由于您不会获得编译器错误，只能通过单元测试和其他方法来确保应用程序正常运行。

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。

尤其是，动态对象被认定是 C# 语言中的“一等公民”，因此没有用于打开或关闭动态功能的选项，并且没有向 C# 添加过类似于 Visual Basic 中的 Option Strict On/Off 之类的功能。

下面是一个常见示例：

 

dynamic d ="test"; Console.WriteLine(d.GetType()); // Prints "System.String". d =100; Console.WriteLine(d.GetType()); // Prints "System.Int32".

 

不过，下面的代码也会通过编译，但在运行时会引发异常：

 

dynamic d ="test"; // The following line throws an exception at run time.d++;

 

　　原因是相同的：编译器不知道该对象的运行时类型，因此无法告诉您递增操作在此情况下不受支持。

正如在用于 Visual Studio 的 IronPython 工具中那样，通过附加的类型推断可能会解决此问题，但目前 C# 不提供这种类型推断。

本文在后面将对这一问题进行更详细的讨论。

　　Dynamic、Object 还是 Var？

下面是每个关键字的简短定义和一些示例。

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。

　　您需要使用显式转换将已声明为 object 的变量转换为特定类型：

 

object objExample =10; Console.WriteLine(objExample.GetType());

 

但是，因为静态类型为 System.Object，所以您在这里需要一个显式转换：

 

objExample = (int)objExample +10;

　　您可以赋予不同类型的值，因为它们都是从 System.Object 继承的：

 

objExample ="test"

如果编译器不能推断类型，它会生成一个编译错误：

 

var varExample =10; Console.WriteLine(varExample.GetType());

 

　　这段代码会输出 System.Int32，与静态类型相同。

　　在下面的示例中，因为 varExample 的静态类型为 System.Int32，所以不需要转换：

 

varExample = varExample +10;

 

　　下面一行不进行编译，因为只能将整数赋给 varExample：

 

varExample ="test";

 

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：

 

dynamic dynamicExample =10; Console.WriteLine(dynamicExample.GetType());

 

　　此段代码会输出 System.Int32。

　　在下面这一行中不需要转换，因为仅在运行时识别类型：

 

dynamicExample = dynamicExample +10;

　　可以将不同类型的值赋给 dynamicExample：

 

dynamicExample ="test";

在 C# 常见问题解答博客 (bit.ly/c95hpl) 上，提供了关于关键字 object 和 dynamic 之间差别的详细博客文章。

例如，我们来看一看下面的代码：

 

dynamic dynamicObject =new Object(); var anotherObject = dynamicObject;

 

务必要知道，var 关键字不过是一个指令，它让编译器根据变量的初始化表达式推断类型；var 不是类型。

　　动态语言运行时

虽然这两个概念是相关的，但也务必要了解它们之间的差别。

其次，它将动态行为引入 C# 和 Visual Basic 之中。

dlr.codeplex.com 上提供。

但是，如果您希望实现新的动态语言或将其迁移到 .NET，则可以获益于开源项目中额外的帮助程序类，该开源项目为语言实现人员提供了更多功能和服务。

　　在静态类型化语言中使用 Dynamic

而且，再次指出，C# 中的动态对象不支持 IntelliSense，这对总体工作效率可能会有些影响。

下面是一些例子。

此时使用动态功能可能比使用反射更加容易和方便。

channel9.msdn.com/pdc2008/TL16) 上提供了一个极好的例子，如下所示：

 

object calc = GetCalculator();

 Type calcType = calc.GetType(); object res = calcType.InvokeMember( "Add", BindingFlags.InvokeMethod, null, newobject[] { 10, 20 }); int sum = Convert.ToInt32(res);

请注意，此方法无法使用 IntelliSense，因为您以字符串文本的形式提供了方法名称。

　　使用 dynamic 关键字，代码就很简单了：

 

dynamic calc = GetCalculator(); int sum = calc.Add(10, 20);

假设情况没有变化：存在某种我们希望其具有 Add 方法的未知类型的对象。 但语法阅读和使用起来要容易很多，看上去就像在调用一个普通的 .NET 方法。

　　动态方法包

　　可以利用动态功能的另外一个例子是创建动态方法包，动态方法包就是可在运行时添加和删除属性及方法的对象。

System.Dynamic.ExpandoObject 和 System.Expando.DynamicObject 类与新的 dynamic 关键字相结合，有助于以清晰和易于阅读的方式来创建动态结构和层次结构。

　　例如，下面说明了如何使用 ExpandoObject 类来添加属性和方法：

 

dynamic expando =new ExpandoObject();

expando.SampleProperty ="This property was added at run time";

expando.SampleMethod = (Action)(() => Console.WriteLine(expando.SampleProperty));

 expando.SampleMethod();

bit.ly/amRYRw)。

　　类包装

与前两个方案相比，这是一个更高级的方案，并且需要对 DLR 具体内容有更深入的了解。

这样，您就可以在一个类属性中存储一个要为其提供更佳语法的对象，但通过动态调度来处理针对该对象的所有操作。

　　例如，请看一下图 1 中的 DynamicString 类，该类包装了一个字符串，并在通过反射实际调用所有方法之前显示这些方法的名称。

1 public class DynamicString : DynamicObject {  string str;   public DynamicString(string str) {    this.str = str;  }   public override bool TryInvokeMember(    InvokeMemberBinder binder, object[] args,     out object result) {    Console.WriteLine("Calling method: {0}", binder.Name);    try {      result = typeof(string).InvokeMember(        binder.Name,        BindingFlags.InvokeMethod |        BindingFlags.Public |        BindingFlags.Instance,        null, str, args);      return true;    }    catch {      result = null;      return false;    }  }}  
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4 　　若要实例化该类，应使用 dynamic 关键字：
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8 dynamic dStr = new DynamicString("Test");Console.WriteLine(dStr.ToUpper()); Console.ReadLine();   

当然，这个特定示例出于演示目的而设计，不具有实际效率。 但是，如果您拥有已严重依赖于反射的 API，就可以如此处所示将所有通过反射进行的调用打包，以便针对 API 的最终用户隐藏这些调用。

bit.ly/dgS3od)。

dlr.codeplex.com)。

　　可编写脚本的应用程序

现在，DLR 提供了一组公用的语言宿主 API，因此可让您创建可编写脚本的应用程序。

　　例如，您可以创建一个应用程序，使用户能够自己在其中添加功能而不需要主产品提供新功能，例如向游戏中添加新的字符和映射，或向业务应用程序添加新的图表。

然而，实际上任何语言都可以支持这些 API，包括不是在 DLR 之上实现的语言。

microsoftpdc.com/2009/FT30) 上由 Dino Viehland 所做的演示“使用动态语言生成可编写脚本的应用程序”。

　　识别动态对象

您可以将鼠标光标悬停在对象上以查看其声明类型，或检查 IntelliSense 是否可用。

然而在运行时，情况会变得更加复杂。 这种情况与将变量声明为 object 时的情况相同：在运行时，您只能获取变量所存储的值的类型；无法判断此变量最初是否声明为 object。

知道这种情况可能十分重要，因为像 ExpandoObject 和 DynamicObject 类型的对象可在运行时改变其行为，例如，添加和删除属性及方法。

如果向 ExpandoObject 类的实例添加属性，则无法通过反射获取该属性：

dynamic expando = new ExpandoObject();expando.SampleProperty = "This property was added at run time";PropertyInfo dynamicProperty = expando.GetType().GetProperty("SampleProperty");// dynamicProperty is null.

有利的方面是，在 .NET Framework 4 中，所有可动态添加和删除成员的对象都必须实现一个特定接口：System.Dynamic.IDynamicMetaObjectProvider。 不过，这并不表示任何使用 dynamic 关键字声明的对象都实现此接口：

dynamic expando = new ExpandoObject();Console.WriteLine(expando is IDynamicMetaObjectProvider);// Truedynamic test = "test";Console.WriteLine(test is IDynamicMetaObjectProvider);// False

 

因此，如果将动态功能与反射一起使用，则请记住，反射不适用于动态添加的属性和方法，并且最好检查正在反射的对象是否实现了 IDynamicMetaObjectProvider 接口。

　　动态功能与 COM 互操作

这也是 Visual Basic 和 C# 共同发展策略的一部分，这个策略旨在实现两种语言的功能对等，并相互借鉴最佳、最具效率的解决方案。

bit.ly/bFUpxG)。

每行下面的注释显示了 C# 3.0 及更早版本的中的等效代码。

1 // Add this line to the beginning of the file:// using Excel = Microsoft.Office.Interop.Excel; var excelApp = new Excel.Application(); excelApp.Workbooks.Add();// excelApp.Workbooks.Add(Type.Missing); excelApp.Visible = true; Excel.Range targetRange = excelApp.Range["A1"];// Excel.Range targetRange = excelApp.get_Range("A1", Type.Missing); targetRange.Value = "Name";// targetRange.set_Value(Type.Missing, "Name"); targetRange.Columns[1].AutoFit();// ((Excel.Range)targetRange.Columns[1, Type.Missing]).AutoFit(); 
2 　　此示例有趣的地方是，您在代码中的任何位置都看不到 dynamic 关键字。实际上，该关键字仅在下面一行中用到：
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6 targetRange.Columns[1].AutoFit();// ((Excel.Range)targetRange.Columns[1, Type.Missing]).AutoFit();

　在 C# 3.0 版中，targetRange.Columns[1, Type.Missing] 返回 object，这便是需要向 Excel.Range 转换的原因。 因此，C# 4 中 targetRange.Columns[1] 的类型实际上是 dynamic。

msdn.microsoft.com/magazine/ff796223) 中对这些新增功能做了很好的概述。

　　从哪里可以获取更多信息？

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