C# 学习笔记（16）—— 动态类型
动态类型简介
C# 是一门静态类型的语言，它在定义变量时要明确给出变量的类型。例如在int i = 5这样的代码中，int就是变量i的类型，如果定义变量时没有明确指定变量的类型，则这样的代码是通过不了编译的
在 C# 4.0 中，微软引入了dynamic关键字来定义动态类型。当我们使用由dynamic关键字限制的变量时，编译器并不知道它的类型，该类型只能在程序运行时被确定。动态类型的定义如下面代码所示：
dynamic i = 5; // 动态类型定义从这行代码可以看出，定义动态类型的过程非常简单，只需要把之前的int类型修改为dynamic关键字即可
那么，动态类型和静态类型有什么不同呢？下面的代码说明给出了明确的回答：
object obj = 10;
obj = obj + 10; // 出现编译错误
dynamic i = 10; // 动态类型定义
i = i + 10;从以上代码，第一行的obj为object类型，而编译器却检测出 “+” 运算符无法应用于object和int类型。要让代码编译通过，我们必须使用强制类型转换，把object强转成int类型，即把代码修改为obj = (int)obj + 10
但代码中并没有使用强制转换，却也通过了编译。这是因为在第 3 行，变量i的类型是动态类型，编译的具体类型只能在程序运行时被确定，编译器根本不知道其类型时什么，所以也就不会出现编译错误了
C# 为什么要引入动态类型
可以减少强制类型转换的使用
从上面代码示例可以看出引入动态类型的好处了。动态类型是在运行时被确定的，使用它可以避免代码进行强制类型转换，从而使代码看起来更简洁
调用 Python 等动态语言
动态类型除了可以减少强制类型转换外，还可以让C#语言中调用Python这样的动态语言。开发人员可能需要某些在.Net Framework中没能很好地实现地功能，而这些哦功能可能会存在于Python中。此时，开发人员可以使用动态类型来调用Python中存在的实现。下面这段代码就是在C#中调用Python的一个例子：
ScriptEngine engine = Python.CreateEngine();
Console.Write("调用Python语言的print函数输出：");
engine.Execute("print 'Hello World'");
Console.Read();以上代码实现了在C #中调用Python的print函数完成消息打印的过程，但要使这段代码能够运行，你还必须要下载并安装IronPython。IronPython是在.Net Framework上实现的一种动态语言
动态类型约束
动态类型使用上和普通静态类型没什么区别，只是它需要使用dynamic关键字来定义罢了。然而并非在任何时候都可以用动态类型来做这种替代，动态类型的使用需要满足以下几个约束条件
不能用来调用扩展方法
不能用动态类型作为参数来调用扩展方法，例如下面的代码将导致编译错误：
var numers = Enumerable.Range(10, 10);
dynamic number = 4;
var error = numbers.Take(numer); // 编译错误错误原因很简单：扩展方法在另一个文件被定义，若参数为动态类型，编译器将无法确定参数的具体类型，因此也就不知道该导入哪个源文件了。我们可以通过两种方式来解决这个问题
第一种就是将动态类型强制转换为正确的类型：
var right1 = numbers.Take((int)number);第二张是使用静态方法来调用扩展方法：
var right2 = Enumerable.Take(numbers, numer);委托与动态类型间不能做隐式转换
不能将 Lambda 表达式定义为动态类型，因为它们之间不存在隐式转换，如下面代码就会出现编译错误：
dynamic lambdarestrict = x => x + 1; // 编译错误如果硬要把 Lambda 表达式定义为动态类型，就需要明确指定委托的类型，具体的解决方案如下：
dynamic rightLambda = (Func<int, int>)(x => x + 1);不能调用构造函数和静态方法
不能对动态类型调用构造函数或静态方法，因为此时编译器无法指定具体的类型：
dynamic s = new dynamic(); // 编译错误类型声明和泛型类型参数
不能将 dynamic 关键字用于基类声明，也不能将 dynamic 用于类型参数的约束，或作为类型所实现的接口的一部分。具体的示例代码如下：
class DynamicBaseType : dynamic // 基类不能为 dynamic 类型
{}
class DynamicTypeConstrain<T> where T : dynamic // dynamic 类型不能用于类型参数
{}
class DynamicInterface : IEnumerable<dynamic> // dynamic 不能作为所实现接口的一部分
{}实现自己的动态类型
引入动态类型后，我们便可以为类型动态地增加属性和方法，从而实现我们的动态行为。具体来说，.Net 中支持3种实现动态行为的方式：
- 使用 ExpandoObject
- 使用 DynamicObject
- 实现 IDynamicMetObjectProvider 接口
下面分别介绍
使用 ExpandoObject 来实现动态行为
ExpandoObject 时实现动态行为最简单的方式，其实现代码如下：
using System;
using System.Dynamic;
namespace Demo
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
dynamic d = new ExpandoObject();
d.Name = "测试";
d.AddMethod = (Func<int, int>)(x => x + 1);
Console.WriteLine(d.AddMethod(5));
Console.ReadKey();
}
}
}使用 DynamicObject 来实现动态行为
除了使用 ExpandoObject，我们还可以通过充血 DynamicObject 来实现动态行为，具体实现代码如下：
using System;
using System.Dynamic;
namespace Demo
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
dynamic d = new DynamicType();
d.CallMethod();
d.Name = "张三";
Console.ReadKey();
}
}
class DynamicType : DynamicObject
{
public override bool TryInvokeMember(InvokeMemberBinder binder, object[] args, out object result)
{
Console.WriteLine(binder.Name + "正在调用");
result = null;
return true;
}
public override bool TrySetMember(SetMemberBinder binder, object value)
{
Console.WriteLine(binder.Name + "属性被设置，设置的值为：" + value);
return true;
}
}
}使用 IDynamicMetaObjectProvider 接口来实现动态行为
由于 Dynamic 类型是在运行过程中动态创建对象的，所以在对该类型的每个成员进行访问时，都会首先调用 GetMetaObject 方法来获得动态对象，然后再通过这个动态对象完成调用。因此实现了 IDynamicMetaObjectProvider 接口，我们需要实现一个 GetMetaObject 方法，用以返回 DynamicMetaObject 对象。具体的实现代码如下：
using System;
using System.Dynamic;
using System.Linq.Expressions;
namespace Demo
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
dynamic d = new DynamicType();
d.CallMethod();
Console.ReadKey();
}
}
class DynamicType : IDynamicMetaObjectProvider
{
public DynamicMetaObject GetMetaObject(Expression parameter)
{
Console.WriteLine("开始获得元数据");
return new MetaDynamic(parameter, this);
}
}
public class MetaDynamic : DynamicMetaObject
{
internal MetaDynamic(Expression expression, DynamicType dynamicType) : base(expression, BindingRestrictions.Empty, dynamicType)
{ }
public override DynamicMetaObject BindInvokeMember(InvokeMemberBinder binder, DynamicMetaObject[] args)
{
DynamicType dynamicType = (DynamicType)base.Value;
Expression self = Expression.Convert(base.Expression, typeof(DynamicType));
var restrictions = BindingRestrictions.GetInstanceRestriction(self, dynamicType);
Console.WriteLine(binder.Name + "被调用了");
return new DynamicMetaObject(self, restrictions);
}
}
}